基于非线性迭代滑模的欠驱动UUV三维航迹跟踪控制 被引量：37

1

作者 贾鹤鸣 张利军 +3 位作者 程相勤 边信黔 严浙平 周佳加 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期308-314,共7页

为实现欠驱动无人水下航行器(Unmanned underwater vehicle,UUV)在未知海流干扰作用下的三维航迹跟踪控制,提出一种基于工程解耦思想设计的非线性迭代滑模航迹跟踪控制器.基于虚拟向导的方法,建立UUV空间航迹跟踪误差方程;采用迭代方法... 为实现欠驱动无人水下航行器(Unmanned underwater vehicle,UUV)在未知海流干扰作用下的三维航迹跟踪控制,提出一种基于工程解耦思想设计的非线性迭代滑模航迹跟踪控制器.基于虚拟向导的方法,建立UUV空间航迹跟踪误差方程;采用迭代方法设计非线性滑模控制器,无需对UUV模型参数不确定部分和海流干扰进行估计,避免了舵的抖振现象以及减小了稳态误差与超调问题.仿真实验表明,设计的控制器对欠驱动UUV系统的模型参数摄动及海流干扰变化不敏感、且设计参数易于调节,可以实现三维航迹的精确跟踪. 展开更多

关键词 欠驱动无人水下航行器 三维航迹跟踪 非线性迭代滑模 虚拟向导

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迭代滑模增量反馈及在船舶航向控制中的应用 被引量：24

2

作者 卜仁祥 刘正江 李铁山 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期268-272,共5页

针对一类不确定非线性受扰动系统,提出一种基于非线性迭代滑模变结构的增量反馈控制算法.通过对系统输出迭代设计非线性滑动模态,并利用增量反馈控制,无需对不确定项的估计,在系统输入增益符号已知的条件下可自动寻找使系统稳定的控制量... 针对一类不确定非线性受扰动系统,提出一种基于非线性迭代滑模变结构的增量反馈控制算法.通过对系统输出迭代设计非线性滑动模态,并利用增量反馈控制,无需对不确定项的估计,在系统输入增益符号已知的条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免了变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差与超调问题,强化了变结构控制的不变性特点.对不同船型及舵机模型的船舶航向控制进行了仿真,结果表明,系统阶跃响应超调得到有效抑制,定常干扰下的静态误差得到消除,且控制器对模型摄动及干扰变化不敏感、设计参数易于调节. 展开更多

关键词 不确定非线性系统 船舶航向控制 非线性迭代滑模 增量反馈 继电器控制律

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风帆助航船舶运动的模糊自适应迭代滑模控制 被引量：8

3

作者 沈智鹏 姜仲昊 +1 位作者 王国峰 郭晨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期634-639,共6页

针对风帆助航船舶运动模型的不确定性和高度非线性特点,设计了一种自适应非线性滑模控制器。该控制器利用非线性双曲正切函数对系统输出进行迭代滑动模态设计,应用滑模面反馈控制方法,无需对系统的不确定项和外界干扰进行估计,根据双曲... 针对风帆助航船舶运动模型的不确定性和高度非线性特点,设计了一种自适应非线性滑模控制器。该控制器利用非线性双曲正切函数对系统输出进行迭代滑动模态设计,应用滑模面反馈控制方法,无需对系统的不确定项和外界干扰进行估计,根据双曲正切函数的严格有界性和控制输入约束条件证明了控制器稳定性,同时引入模糊系统对迭代滑模参数进行优化,增强控制器的自适应性。以"文竹海"号76000DWT散货船为目标进行控制仿真,结果表明,所设计控制器对系统模型不确定参数摄动及风浪作用不敏感,具有强鲁棒性,且与迭代滑模控制器相比所得控制量输出更加合理有效。 展开更多

关键词 风帆助航船 模糊自适应 迭代滑模 滑模控制 滑模面反馈 船舶运动控制 控制器设计

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超低空空投拉平阶段混合迭代滑模控制 被引量：4

4

作者 刘日 孙秀霞 董文瀚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期83-89,共7页

针对超低空空投拉平阶段地面效应、传感器测量误差以及低空气流等不确定性因素干扰轨迹精确跟踪,威胁载机的安全性和任务完成性等问题,设计了二级混合迭代滑模变结构飞行控制律.第1级滑模采用全局动态切换函数,消除了滑模运动的到达阶段... 针对超低空空投拉平阶段地面效应、传感器测量误差以及低空气流等不确定性因素干扰轨迹精确跟踪,威胁载机的安全性和任务完成性等问题,设计了二级混合迭代滑模变结构飞行控制律.第1级滑模采用全局动态切换函数,消除了滑模运动的到达阶段,保证了系统在响应全程的鲁棒性;第2级滑模采用非线性积分切换函数,将积分项产生的超调转移到第1级滑模,保证轨迹跟踪精度的同时改善了动态性能.应用Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理证明了该飞行控制律能完全抑制常值的模型摄动和外界扰动,可以控制动态模型摄动和外界干扰下稳态误差的上界.仿真验证了所提控制方法的良好跟踪性能和强鲁棒性. 展开更多

关键词 超低空空投 飞行控制 混合迭代滑模 拉平控制 地面效应 鲁棒性

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基于迭代滑模的船舶动力定位非线性控制 被引量：4

5

作者 陈海力 任鸿翔 +1 位作者 杨柏丞 衣莹 《上海海事大学学报》 北大核心 2020年第3期31-35,共5页

针对存在外界干扰的船舶动力定位控制问题,提出一种简捷的迭代滑模控制算法。选择迭代滑模面,并将其与反步法结合,设计迭代滑模控制律。采用Lyapunov理论对系统的稳定性进行证明。将提出的控制算法与PID控制算法和传统反步滑模控制算法... 针对存在外界干扰的船舶动力定位控制问题,提出一种简捷的迭代滑模控制算法。选择迭代滑模面,并将其与反步法结合,设计迭代滑模控制律。采用Lyapunov理论对系统的稳定性进行证明。将提出的控制算法与PID控制算法和传统反步滑模控制算法进行理论分析比较和仿真结果比较,结果表明迭代滑模控制算法具有超调小,收敛速度快,稳定性和鲁棒性好的优点。 展开更多

关键词 迭代滑模 LYAPUNOV理论 积分补偿 动力定位控制 反步法

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欠驱动船舶路径跟踪的强化学习迭代滑模控制 被引量：20

6

作者 沈智鹏 代昌盛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期697-704,共8页

针对三自由度欠驱动船舶的路径跟踪问题,本文提出一种基于强化学习的自适应迭代滑模控制方法。该方法引入双曲正切函数对系统状态进行迭代滑模设计,并采用神经网络对控制参数进行优化,增强控制器的自适应性。通过定义一种控制量抖振测... 针对三自由度欠驱动船舶的路径跟踪问题,本文提出一种基于强化学习的自适应迭代滑模控制方法。该方法引入双曲正切函数对系统状态进行迭代滑模设计,并采用神经网络对控制参数进行优化,增强控制器的自适应性。通过定义一种控制量抖振测量变量和强化学习信号,实现对神经网络的结构和参数进行在线调整,能进一步抑制控制量的抖振作用。应用5446TEU集装箱船的数学模型进行控制仿真,结果表明所设计控制器能有效地处理风和流等外界扰动,具有较强的鲁棒性,与迭代滑模控制器相比舵角的抖振减小明显,控制舵角信号符合船舶的实际操作要求,更符合工程实际要求。 展开更多

关键词 欠驱动船舶 路径跟踪 控制器设计 自适应 迭代滑模控制 滑模面反馈 神经网络 强化学习

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风帆助航船舶自启发评价迭代滑模航向控制 被引量：3

7

作者 沈智鹏 张晓玲 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1727-1732,共6页

针对风帆助航船舶运动模型具有时变非线性和受海洋环境扰动作用的特点,本文提出一种带自适应启发评价的模糊非线性迭代滑模航向控制方法。该方法采用双曲正切函数构造系统状态的迭代滑模函数,利用滑模面反馈设计控制增量,避免了对系统... 针对风帆助航船舶运动模型具有时变非线性和受海洋环境扰动作用的特点,本文提出一种带自适应启发评价的模糊非线性迭代滑模航向控制方法。该方法采用双曲正切函数构造系统状态的迭代滑模函数,利用滑模面反馈设计控制增量,避免了对系统未知项和外界扰动的观测,并结合模糊系统对滑模控制参数进行优化,增强控制器的自适应性。通过定义一种控制舵角抖振观测变量与自适应启发评价函数,对所构建模糊系统的结构参数进行动态调节和优化,以进一步降低控制舵角的抖振作用。应用"文竹海"号散货船数学模型进行控制仿真,结果表明所设计控制器能有效地处理模型参数摄动和海洋环境扰动,控制性能良好,具有强鲁棒性。 展开更多

关键词 风帆助航船 航向控制 自适应启发评价 模糊系统 迭代滑模 控制器设计 舵角 抖振 鲁棒性

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风帆助航船舶直线航迹跟踪的自适应非线性迭代滑模控制 被引量：1

8

作者 沈智鹏 张晓玲 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第4期1-6,共6页

针对风帆助航船舶易受风、浪等因素的影响产生航线偏离的特点,提出一种自适应非线性迭代滑模直线航迹跟踪控制方法。该方法利用双曲正切函数设计系统状态的非线性迭代滑动模态,采用模糊系统对滑模控制参数进行优化,增强控制器的自适应... 针对风帆助航船舶易受风、浪等因素的影响产生航线偏离的特点,提出一种自适应非线性迭代滑模直线航迹跟踪控制方法。该方法利用双曲正切函数设计系统状态的非线性迭代滑动模态,采用模糊系统对滑模控制参数进行优化,增强控制器的自适应能力。通过定义一种控制量抖振测量变量和自适应启发评价函数,对模糊系统的结构参数进行在线调整,很好地抑制控制量的抖振。将该控制器应用到风帆助航船舶直线航迹控制领域中,结果表明,该控制器能有效地处理风、浪等外界扰动,跟踪控制性能良好,具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 风帆助航船舶 直线航迹跟踪 迭代滑模 自启发评价 模糊逻辑推理

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非线性迭代滑模的欠驱动AUV路径跟踪控制 被引量：2

9

作者 王璐 张利军 +2 位作者 王红滨 贾鹤鸣 杨立新 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第27期239-242,共4页

为实现欠驱动自治水下机器人(AUV)在未知海流干扰作用下的路径跟踪控制,提出一种基于非线性迭代滑模增量反馈的路径跟踪控制器。选用一般曲线参数和Serret-Frenet坐标系描述路径跟踪误差,建立AUV水平面路径跟踪误差方程。采用迭代方法,... 为实现欠驱动自治水下机器人(AUV)在未知海流干扰作用下的路径跟踪控制,提出一种基于非线性迭代滑模增量反馈的路径跟踪控制器。选用一般曲线参数和Serret-Frenet坐标系描述路径跟踪误差,建立AUV水平面路径跟踪误差方程。采用迭代方法,设计滑模增量反馈控制器,无需对AUV模型参数不确定部分和海流干扰进行估计。仿真实验表明,设计的控制器参数易于调节,可用于实际欠驱动水下机器人来实现对水平面路径的精确跟踪。 展开更多

关键词 欠驱动自治水下机器人 路径跟踪 迭代滑模 曲线参数

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欠驱动船舶路径跟踪神经元自适应迭代滑模控制 被引量：11

10

作者 沈智鹏 景富盛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期489-494,500,共7页

针对模型存在参数不确定以及遭受未知外界干扰的欠驱动船舶路径跟踪控制问题,本文提出一种基于Lyapunov稳定性的神经元自适应迭代滑模控制方法。该方法根据路径跟踪偏差信息构造出四阶非线性迭代滑模面,利用最高阶滑模面构建Lyapunov能... 针对模型存在参数不确定以及遭受未知外界干扰的欠驱动船舶路径跟踪控制问题,本文提出一种基于Lyapunov稳定性的神经元自适应迭代滑模控制方法。该方法根据路径跟踪偏差信息构造出四阶非线性迭代滑模面,利用最高阶滑模面构建Lyapunov能量函数,并得到满足系统渐近稳定性条件的一个误差函数,进而采用Adaline单神经元设计自适应控制器,且结合最小二乘法推导出使误差函数收敛的神经元权重在线学习算法,可避免对模型参数不确定项和外界干扰进行估计。将设计的控制器应用于5446TEU集装箱船模型进行仿真,结果表明控制系统能有效地处理模型参数摄动及风浪干扰,具有强鲁棒性,且与迭代滑模控制器相比所得控制舵角输出更加平滑有效。 展开更多

关键词 仿射非线性系统 路径跟踪 非线性迭代滑模 LYAPUNOV稳定性 神经元自适应控制器 最小二乘法

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自适应迭代滑模控制技术在船舶运动分析的应用 被引量：1

11

作者 王洪安 王红星 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第12X期31-33,共3页

海洋运输相对陆地运输具有成本低、安全性高、运载量大等优点,自古以来就是大宗货物贸易的主要手段。我国内河航运和海上运输具有悠久的发展历史,促进了我国内陆的经济发展和世界范围的货物流通。目前,绝大多数船舶以热机为动力直接驱... 海洋运输相对陆地运输具有成本低、安全性高、运载量大等优点,自古以来就是大宗货物贸易的主要手段。我国内河航运和海上运输具有悠久的发展历史,促进了我国内陆的经济发展和世界范围的货物流通。目前,绝大多数船舶以热机为动力直接驱动螺旋桨,从而产生前进的动力,这种推进方式存在的主要问题是灵活性较差,调速范围小,而电力驱动船舶的调速能力强,具有更好的灵活性,近年来已经成为一种重要的船舶推进类型。本文针对电力推进船舶的运动控制技术进行了研究,建立了船舶的运动模型,并引入了自适应迭代滑模控制技术对船舶的运动控制进行了改进,在Matlab中进行运动仿真。 展开更多

关键词 自适应迭代滑模控制 海洋运输 运动控制 模型

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光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究 被引量：15

12

作者 石磊 周宏涛 +3 位作者 赵元莘 魏祯德 陈曦 武旭 《智慧电力》 北大核心 2023年第4期107-114,共8页

针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下... 针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。 展开更多

关键词 多功能并网逆变器 电流内环 线性自抗扰控制 迭代滑模控制 电能质量

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基于自适应迭代优化FSMO的PMSM无感控制 被引量：3

13

作者 张会林 程文彬 +1 位作者 陈志鹏 张建平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第3期86-90,共5页

针对磁链滑模观测器(flux sliding mode observer,FSMO)中存在的抖振以及转子位置估计精度的问题,提出了一种自适应迭代磁链滑模观测器(adaptive iterative flux sliding mode observer,AIFSMO)。首先,构建了以电流和磁链为状态变量的F... 针对磁链滑模观测器(flux sliding mode observer,FSMO)中存在的抖振以及转子位置估计精度的问题,提出了一种自适应迭代磁链滑模观测器(adaptive iterative flux sliding mode observer,AIFSMO)。首先,构建了以电流和磁链为状态变量的FSMO模型;其次,为了减少计算FSMO最优增益的迭代次数,构建了带有速度和电流的误差准则函数对其进行自适应调整,减少了系统的抖振;最后,与转子速度自适应辨识相结合,设计了改进转子位置估计器,在稳态、转速突变和负载突变3种工况下进行仿真测试。测试结果表明,与基于PLL(phase locked loop,PLL)的FSMO相比,消除了系统的抖振,提高了转子速度和位置的估计精度,在转速和负载突变时使系统的动态性能得到加强,减小了相位延迟。 展开更多

关键词 永磁同步电机 自适应迭代磁链滑模观测器 转子位置估计器 无传感器控制

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