基于复合模糊PID的植保无人机变量喷雾系统设计 被引量：9

1

作者 罗明达 邓继忠 +4 位作者 霍静朗 张建瓴 叶家杭 雷落成 张子超 《农机化研究》 北大核心 2024年第2期9-15,共7页

为提升现有植保无人机喷雾流量随飞行速度变化自适应调整的精准性,降低施药偏差,设计了一种基于复合模糊PID控制算法的植保无人机变量喷雾系统,可根据无人机飞行速度,以基于复合模糊PID控制算法的PWM调制实时调整喷雾流量。通过测试平... 为提升现有植保无人机喷雾流量随飞行速度变化自适应调整的精准性,降低施药偏差,设计了一种基于复合模糊PID控制算法的植保无人机变量喷雾系统,可根据无人机飞行速度,以基于复合模糊PID控制算法的PWM调制实时调整喷雾流量。通过测试平台分别对比了此控制算法与PID、模糊PID的响应情况,并进行了无人机喷雾流量随飞行速度变化的响应测试。结果表明:基于复合模糊PID控制的系统响应较PID超调量降低63.64%,较模糊PID调节时间缩减23.08%,复合模糊PID与模糊PID的稳态误差控制在3.125%内,小于PID的4.688%;基于PID、模糊PID、复合模糊PID的喷雾系统喷雾流量平均偏差分别为2.67%、3.85%、1.90%;基于复合模糊PID算法的喷雾系统跟随飞速变化自适应调整喷雾流量的最大偏差为6.29%,满足植保无人机施药作业要求,可为农业航空精准变量喷雾系统设计提供参考。 展开更多

关键词 无人机 变量喷雾 控制算法 复合模糊PID

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基于改进蜻蜓算法的磁齿轮复合电机控制研究

2

作者 刘瑞 朱姿娜 +1 位作者 赖磊捷 郭中阳 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期502-510,共9页

针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度... 针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高。采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性。研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考。 展开更多

关键词 磁齿轮复合电机 改进蜻蜓算法 参数整定 矢量控制

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PID与模糊控制算法的比较及其改进 被引量：38

3

作者 刘素芹 刘新平 +1 位作者 戚平 陈继东 《控制工程》 CSCD 2003年第1期51-52,93,共3页

分析比较了PID控制和模糊控制算法 ,针对一般PID控制容易产生超调、模糊控制的稳态精度不高的缺陷 ,提出了相应的改进算法—复合PID算法和带动态补偿的模糊控制算法 ,并通过水温控制仿真实验 ,比较了这几种控制算法的控制效果。实验结... 分析比较了PID控制和模糊控制算法 ,针对一般PID控制容易产生超调、模糊控制的稳态精度不高的缺陷 ,提出了相应的改进算法—复合PID算法和带动态补偿的模糊控制算法 ,并通过水温控制仿真实验 ,比较了这几种控制算法的控制效果。实验结果证明 ,这两种改进算法不仅系统超调小 ,而且具有较高的稳态控制精度 ,可广泛应用于精确控制领域。 展开更多

关键词 模糊控制算法 PID控制 技术改进 模糊控制器

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非共振式压电直线电机精密驱动及定位控制 被引量：10

4

作者 曹小涛 李德全 +2 位作者 李洪文 林冠宇 杨维帆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2139-2148,共10页

为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的... 为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制,利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机,基于高压功率运算放大器,设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路,通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的分辨率和幅频特性。以现场可编程门阵列(FPGA)为核心处理器,以光栅尺为反馈元件,通过分析非共振式压电直线电机的多种运行模式,根据直线电机的运行时序,设计完成了开环大范围整步运行模式与闭环小范围单步运行模式相结合的控制策略,在单步运行模式中分别设计完成了PID控制算法及PID与压电陶瓷迟滞逆模型前馈相结合的复合控制算法。实验结果表明,该控制策略能够实现大行程内的精密位移控制,复合控制算法具有比PID更加优越的控制效果,能够在21mm大行程内实现1.5nm的闭环定位控制精度,直线电机的最大驱动力可达300N,满足大行程高精度位移控制的应用需求。 展开更多

关键词 非共振式压电陶瓷 迟滞逆模型 大行程高精度定位控制 FPGA 复合控制模型

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用于血液病毒核酸检测的微流控PCR温度控制技术研究 被引量：7

5

作者 李志刚 吴晓松 +2 位作者 汪磊 刘勇 朱灵 《电子测量技术》 2020年第13期152-156,共5页

针对血液中病毒核酸快速检测的需求,研制用于微流控PCR扩增的温度控制系统。为了满足PCR反应所需的快速升降温和控温精确的要求,采用PT1000温度传感器和ADS1220高精度模数转换器,选用STM32F429作为主控芯片,提出Bang-Bang算法结合PID算... 针对血液中病毒核酸快速检测的需求,研制用于微流控PCR扩增的温度控制系统。为了满足PCR反应所需的快速升降温和控温精确的要求,采用PT1000温度传感器和ADS1220高精度模数转换器,选用STM32F429作为主控芯片,提出Bang-Bang算法结合PID算法的复合算法,经过实验测试升降温速率分别为7.15℃/S和4.96℃/S,温控精度≤±0.1℃,温控系统完全满足HBV病毒核酸检测PCR扩增的需求。 展开更多

关键词 微流控PCR 血液核酸检测 温度控制 复合控制算法

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直接力/气动力复合控制导弹智能控制算法 被引量：6

6

作者 史震 马文桥 +1 位作者 王飞 张玉芳 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期481-489,共9页

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹喷流干扰较大的特点,基于自适应遗传算法和改进的模糊控制理论,提出了一种不依赖精确数学模型的智能复合控制算法。该算法采用直接力与气动力并联的复合策略,首先利用自适应遗传算法设计复合控制分... 针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹喷流干扰较大的特点,基于自适应遗传算法和改进的模糊控制理论,提出了一种不依赖精确数学模型的智能复合控制算法。该算法采用直接力与气动力并联的复合策略,首先利用自适应遗传算法设计复合控制分配算法,然后基于变论域自适应模糊控制理论设计姿控发动机点火算法,最后考虑了姿控发动机离散点火特点,利用脉冲调宽调频(Pulse-width pulse-frequency,PWPF)方法对点火算法进行实现,并分析了系统的稳定性。仿真结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 直接力 模糊控制 遗传算法 点火算法 姿控发动机 脉冲调宽调频 自适应遗传算法 智能复合控制算法 自适应模糊控制

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智能控制方法应用于APF的综述与展望 被引量：24

7

作者 王晓刚 谢运祥 帅定新 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期35-41,共7页

随着计算机技术和芯片技术的发展,智能控制方法将逐步进入实用化阶段。将智能控制方法用于控制有源电力滤波器(activepowerfilter,APF)可大大提高APF的各项性能。文章对模糊控制、人工神经网络、遗传算法等智能控制方法及其与其它方法... 随着计算机技术和芯片技术的发展,智能控制方法将逐步进入实用化阶段。将智能控制方法用于控制有源电力滤波器(activepowerfilter,APF)可大大提高APF的各项性能。文章对模糊控制、人工神经网络、遗传算法等智能控制方法及其与其它方法结合构成的复合控制方法在APF中的应用现状进行了综述,比较和总结了上述控制方法的优缺点及存在的问题,并对智能控制方法应用于APF的发展方向进行了展望,指出将智能控制方法和非线性控制方法相结合,实现对APF的控制会是一个较有前途的发展方向。 展开更多

关键词 有源电力滤波器 智能控制 模糊控制 人工神经网络 遗传算法 复合控制

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基于前馈模糊自抗扰的燃气热水器温度控制 被引量：2

8

作者 左海强 陈磊 +4 位作者 张忠岩 陆亚彪 王宗明 曹冠忠 王荣迪 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期184-190,共7页

燃气热水器系统是一个复杂的控制系统,具有大时滞、惯性大、抗干扰能力弱的特点,其控制性能的好坏直接影响用户的使用体验和对产品的评价。针对现有燃气热水器在温度控制中存在的大时滞和惯性大现象造成的温度控制效果不佳等问题,提出... 燃气热水器系统是一个复杂的控制系统,具有大时滞、惯性大、抗干扰能力弱的特点,其控制性能的好坏直接影响用户的使用体验和对产品的评价。针对现有燃气热水器在温度控制中存在的大时滞和惯性大现象造成的温度控制效果不佳等问题,提出一种由前馈控制、模糊控制和自抗扰控制相结合的前馈模糊自抗扰复合控制算法;对其开机恒温性能进行仿真分析,并对热水器开机恒温、调温恒温、水流量波动恒温以及切阀恒温性能进行试验研究。结果表明:基于前馈Fuzzy-LADRC控制算法的燃气热水器相较于原机开机恒温调节时间减少了38.3%,调温恒温调节时间减少了33.7%,水流量波动恒温调节改善了45.7%,切阀恒温调节时间减少了55.3%;新控制算法调节时间短,抗干扰能力强,大大提高了燃气热水器的恒温性能。 展开更多

关键词 自抗扰控制 模糊控制 前馈控制 复合控制算法 燃气热水器

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一种适用的复合控制算法 被引量：5

9

作者 程望东 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2003年第4期48-50,54,共4页

给出了一种适用的复合控制方法 ,对该方法的稳定性进行了分析 ,通过仿真可以看出 ,该方法能较好地改善跟踪雷达伺服系统的动态跟踪性能 ,减小动态滞后误差 。

关键词 雷达 复合控制 算法 测量精度

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动态电压恢复器的复合控制策略研究 被引量：5

10

作者 闵晶妍 陈红兵 《电测与仪表》 北大核心 2011年第10期55-59,共5页

深入分析了动态电压恢复器(DVR)的三种控制策略,指出了这三种控制策略的优缺点,建立了DVR的数学模型,提出了一种改进的复合控制策略,并对电流调节器和电压调节器的参数进行了整定,进而分析了校正后电流环和电压环的动态特性和静态特性... 深入分析了动态电压恢复器(DVR)的三种控制策略,指出了这三种控制策略的优缺点,建立了DVR的数学模型,提出了一种改进的复合控制策略,并对电流调节器和电压调节器的参数进行了整定,进而分析了校正后电流环和电压环的动态特性和静态特性。比较了三种工况下DVR的补偿特性,实验结果表明,提出的复合控制策略克服了基于电容电流内环的复合控制策略的不足,并且比前馈控制策略具有更好的动静态性能和适应性。 展开更多

关键词 动态电压恢复器 复合控制策略 控制算法 动态特性

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基于神经网络的轮廓误差控制仿真研究 被引量：2

11

作者 肖本贤 王群京 +1 位作者 昂卫兵 娄天玲 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第4期572-574,共3页

运动控制系统不同轴的动态特性的差异是造成系统轮廓误差较大的主要原因。为系统每个轴设计一个高性能的前馈补偿器,可以改善每个轴的动态特性,使不同轴相互匹配,从而减小系统的轮廓误差。由于前馈补偿器的传递函数通常具有二阶或二阶... 运动控制系统不同轴的动态特性的差异是造成系统轮廓误差较大的主要原因。为系统每个轴设计一个高性能的前馈补偿器,可以改善每个轴的动态特性,使不同轴相互匹配,从而减小系统的轮廓误差。由于前馈补偿器的传递函数通常具有二阶或二阶以上微分环节,物理实现较困难,本文利用神经网络辨识系统的控制对象逆模型作为前馈补偿器,很好地解决了该问题;而利用在遗传算法中加入BP算法形成的混合遗传算法作为神经网络的训练算法,此算法具有收敛速度快,不易陷入局部极小的特点。 展开更多

关键词 运动控制系统 轮廓误差 仿真 神经网络 伺服驱动系统

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大功率混合型有源电力滤波器(一)——理论 被引量：6

12

作者 罗安 帅智康 +1 位作者 王少杰 程莹 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期1-7,共7页

根据电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,对大功率混合型有源电力滤波器(HHAPF)基本工作原理进行了分析。在此基础上针对信号处理过程中存在的系统延时问题,提出了基于预测机制的谐波快速分频检测方法,极大地降低了系统延时对HH... 根据电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,对大功率混合型有源电力滤波器(HHAPF)基本工作原理进行了分析。在此基础上针对信号处理过程中存在的系统延时问题,提出了基于预测机制的谐波快速分频检测方法,极大地降低了系统延时对HHAPF补偿特性及系统稳定性的影响。同时提出了一种基于广义积分的复合控制方法,该方法可有效消除电网谐波电压对HHAPF性能的影响,还可以实现快速无差控制。实验结果验证了所述控制方法的优越性。 展开更多

关键词 谐波抑制 无功补偿 系统延时 预测算法 复合控制 大功率混合型有源电力滤波器

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直接力控制导弹的拟人智能自动驾驶仪设计 被引量：2

13

作者 王枫 袁飞 +1 位作者 王青 张明廉 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第22期6226-6229,共4页

拟人智能控制是一种基于被控对象的物理模型以及人类相应的知识模拟人类处理控制问题的思路和一般方法解决问题的控制方法。基于拟人智能控制思想提出一种针对采用直接力控制导弹的姿态控制的控制逻辑和非线性控制律的设计方法。控制逻... 拟人智能控制是一种基于被控对象的物理模型以及人类相应的知识模拟人类处理控制问题的思路和一般方法解决问题的控制方法。基于拟人智能控制思想提出一种针对采用直接力控制导弹的姿态控制的控制逻辑和非线性控制律的设计方法。控制逻辑决定了气动力与直接力两种控制方式的权限分配。然后,利用拟人思想设计定性控制律。利用广义归约的方法将复杂的导弹姿态控制问题分解成若干个可直接解决的本原问题,然后依据各本原问题的主次关系以及耦合关系通过分析导弹的飞行动力学模型设计出非线性控制律结构,最后利用遗传算法将控制律中的各权值优化定量得到定量控制律。所设计出的控制逻辑和控制律在导弹进行大过载机动时保证导弹的稳定性。仿真结果表明复合控制方法可以使导弹具有更高的精度。 展开更多

关键词 拟人智能控制 广义规约 遗传算法 直接力控制 复合控制

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电动汽车电-液复合制动协调控制方法 被引量：7

14

作者 刘平 姚宇 +1 位作者 刘阳 黄海波 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第4期251-256,共6页

在电动汽车的复合制动系统中,由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点,所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此,提出了一种复合制动协调控制策略,包含补偿算法模块和切换算法... 在电动汽车的复合制动系统中,由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点,所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此,提出了一种复合制动协调控制策略,包含补偿算法模块和切换算法模块。补偿算法模块在电制动状态刚介入电-液复合制动状态时,利用电机制动扭矩补偿具有迟滞性的和响应慢的液压制动系统,保证驾驶员制动感觉的一致性。切换算法模块在电机制动系统与液压制动系统相互切换时,利用模糊PID控制算法对电机制动力进行修正,减小电机制动系统与液压制动系统响应差异性带来的冲击度问题,改善驾驶员制动时的舒适性。利用AMESim、CarSim和Simulink建立联合仿真平台,对几种典型工况进行仿真验证,结果表明,在制动过程中协调控制策略能够保证制动初始时制动感觉一致,在不同切换状态下,减小制动冲击度,提高了驾驶舒适性。 展开更多

关键词 电动汽车 复合制动 协调控制策略 补偿算法 切换算法

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雷达/红外复合制导跟踪与辐射控制研究 被引量：4

15

作者 李世忠 王国宏 +1 位作者 吴巍 张翔宇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期23-28,32,共7页

针对强对抗条件下导弹复合制导寻的问题,提出了一种雷达/红外序贯滤波跟踪并控制雷达间歇工作算法。该算法在跟踪中使用了基于交互多模型和不敏卡尔曼(IMM-UKF)的序贯滤波方法,并在滤波过程中利用状态估计协方差与测量误差方差进行比较... 针对强对抗条件下导弹复合制导寻的问题,提出了一种雷达/红外序贯滤波跟踪并控制雷达间歇工作算法。该算法在跟踪中使用了基于交互多模型和不敏卡尔曼(IMM-UKF)的序贯滤波方法,并在滤波过程中利用状态估计协方差与测量误差方差进行比较控制雷达间歇工作。仿真结果表明,与采用数据压缩滤波的跟踪算法相比,该算法具有更高的跟踪精度,并且能在保证一定的跟踪精度的前提下合理的控制雷达辐射。 展开更多

关键词 复合制导 雷达/红外 辐射控制 序贯滤波算法 交互多模型

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遗传模糊逻辑的碟形飞行器复合控制分配策略

16

作者 吴进煌 徐胜红 顾文锦 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第5期63-66,共4页

复合控制系统将两个或多个不同类型的控制子系统有机地结合在一起,相互补充,可以形成复合优势,以满足不断提高的控制性能要求。而如何协调各控制子系统,以最大限度地实现复合优势并达到最佳控制性能,是复合控制系统设计中必须解决的难... 复合控制系统将两个或多个不同类型的控制子系统有机地结合在一起,相互补充,可以形成复合优势,以满足不断提高的控制性能要求。而如何协调各控制子系统,以最大限度地实现复合优势并达到最佳控制性能,是复合控制系统设计中必须解决的难题之一,对此进行了有益的探索。针对碟形飞行器变质量矩/推力矢量复合控制系统,将遗传算法与模糊逻辑相结合,提出了基于遗传模糊逻辑的复合控制分配策略。仿真表明,这一设计获得了良好的控制性能。 展开更多

关键词 碟形飞行器 复合控制 遗传算法 模糊逻辑 分配策略

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基于遗传计算模糊PID的数字随动系统设计 被引量：2

17

作者 赵文龙 黄寻 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第3期142-147,共6页

开发了以TMS320F28335为主控芯片的数字随动系统控制器,实现了遗传计算模糊PID控制算法在微控制器上的应用。上位机软件采用MFC程序设计编写,实现控制器与PC机的串行通信,将给定量与反馈量在PC机上进行波形和形态显示,便于更直观地对其... 开发了以TMS320F28335为主控芯片的数字随动系统控制器,实现了遗传计算模糊PID控制算法在微控制器上的应用。上位机软件采用MFC程序设计编写,实现控制器与PC机的串行通信,将给定量与反馈量在PC机上进行波形和形态显示,便于更直观地对其控制性能进行分析。实验结果表明,实际控制效果与Matlab仿真有一定的差距。遗传计算模糊PID控制与PID控制相比较,系统的稳态性能增强,动态性能减弱。仿真与真实系统的对比可以使学生对理论与实际有更加直观的认识和深入的理解,能够取得良好的学习效果。 展开更多

关键词 数字随动系统 数字信号处理器 遗传计算 模糊PID 复合控制

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复合控制导弹的模糊控制算法及实现 被引量：2

18

作者 史震 马文桥 +1 位作者 张玉芳 林强 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期195-201,共7页

针对大气层内姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出了一种基于模糊控制理论的复合控制算法,并为不同配置的姿控发动机设计了相应的点火实现方案。首先建立了复合控制导弹的数学模型;然后以俯仰通道为例设计了模糊控制器跟踪该通道的过... 针对大气层内姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出了一种基于模糊控制理论的复合控制算法,并为不同配置的姿控发动机设计了相应的点火实现方案。首先建立了复合控制导弹的数学模型;然后以俯仰通道为例设计了模糊控制器跟踪该通道的过载指令,选择合适的论域变换因子使输入输出量的论域自适应调节,并且设计了复合控制分配算法,实时分配2个子系统的控制权限;最后为增强算法的实用性,分别设计了有限时间收敛二阶微分器、滚转稳定导弹的PWPF调制器及改进的旋转弹叠加点火算法。仿真实验证明了复合控制器的有效性。 展开更多

关键词 复合控制 直接力 模糊控制 变论域 点火算法 分配算法

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基于混合优化的前馈—反馈复合控制器最优设计 被引量：2

19

作者 廖瑛 周保民 +1 位作者 钟诚 曹登刚 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期62-66,共5页

为了解决传统PID控制器在电动舵机系统设计中难以满足控制要求的问题,首先设计了一种规范化前馈—反馈控制系统,然后利用混沌优化算法和共轭梯度方法相结合的混合优化算法对前馈—反馈控制器参数进行了优化。仿真结果表明:基于混合优化... 为了解决传统PID控制器在电动舵机系统设计中难以满足控制要求的问题,首先设计了一种规范化前馈—反馈控制系统,然后利用混沌优化算法和共轭梯度方法相结合的混合优化算法对前馈—反馈控制器参数进行了优化。仿真结果表明:基于混合优化算法的前馈—反馈控制器具有很好的动态和静态性能,增强了系统的稳定性和鲁棒性,降低了学习参数选择的盲目性和对经验的高度依赖性。 展开更多

关键词 前馈—反馈控制 复合控制 共轭梯度方法 混沌优化 混合优化

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煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法研究 被引量：3

20

作者 郭爱军 王妙云 +4 位作者 马宏伟 张旭辉 薛旭升 杜昱阳 张超 《工矿自动化》 北大核心 2022年第12期93-100,共8页

多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于... 多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于激光雷达的同步定位与地图构建方法难以满足多旋翼飞行器快速飞行的实时性要求。针对上述问题,研究了一种利用虚拟远程操控技术对煤矿井下多旋翼飞行器进行避障的控制方法。构建了煤矿井下巷道多旋翼飞行器虚拟远程操控系统,根据煤矿巷道初始信息在虚拟远程操控系统中建立虚拟巷道模型及全局导航地图,获得飞行器移动过程中已知的静态障碍物信息,建立已知的静态环境模型,减少多旋翼飞行器运动过程中对环境感知建模的任务量,提高虚拟远程操控的运行效率。在巡检过程中,多旋翼飞行器通过自身携带的传感设备检测移动方向的动态障碍物信息,虚拟远程操控系统将动态障碍物信息实时重建于初始虚拟巷道模型中,对虚拟环境状态进行实时更新,为飞行器局部避障控制提供可靠的环境依据;虚拟远程操控系统通过读取障碍物与飞行器的位置数据和移动速度信息,采用复合虚拟势场(CVFF)避障控制算法进行避障路径规划,如果检测到前方障碍物对飞行器移动产生较大威胁,远程操控人员可根据规划的避障路径对飞行器进行远程干预,实现了自主避障飞行和人为远程干预控制。为提高飞行器对动态障碍物的感知效率和精度,在虚拟势场(VFF)算法的基础上引入飞行器与障碍物、目标点之间的相对速度影响,提出了一种CVFF避障控制算法。从静态和动态障碍物避障路径2个方面对CVFF避障控制算法进行仿真验证,结果表明:静态情况下,相比VFF算法,CVFF避障控制算法在减少了迭代次数的同时,也缩短了飞行器的轨迹长度;动态情况下,飞行器成功避开了提前设定的2个动态障碍物,顺利到达设定目标点,验证了采用CVFF算法的煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法的有效性。 展开更多

关键词 煤矿安全巡检 多旋翼飞行器 自主避障 复合虚拟势场避障控制算法 虚拟远程操控 静态障碍物 动态障碍物

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