智能水下机器人声视觉跟踪系统研究 被引量：1

1

作者 张铁栋 万磊 +1 位作者 曾文静 徐玉如 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期502-509,共8页

提出了一个新的水下声视觉图像预处理、分割和目标跟踪的处理系统框架。采用该系统框架，设计了一个基于前视声纳的智能水下机器人（AUV）声视觉目标探测跟踪系统，并描述了该系统的软、硬件体系结构。针对水下声视觉图像特点，分析了... 提出了一个新的水下声视觉图像预处理、分割和目标跟踪的处理系统框架。采用该系统框架，设计了一个基于前视声纳的智能水下机器人（AUV）声视觉目标探测跟踪系统，并描述了该系统的软、硬件体系结构。针对水下声视觉图像特点，分析了声纳图像的预处理方法，探讨了图像中特征信息的选取，构造了基于不变矩的仿射变换不变量，提出了基于组合特征的粒子权重分配方法，阐述了改进后的高斯粒子滤波（GPF）跟踪实现过程。海上实验验证了所提方法的有效性，证明所构建的探测跟踪系统具有较高的准确性和鲁棒性。 展开更多

关键词 智能水下机器人(AUV) 声视觉 图像处理 高斯粒子滤波(GPF)

在线阅读 下载PDF 职称材料

柔性尾鳍仿金枪鱼水下机器人自主游动研究 被引量：3

2

作者 苏玉民 刘焕兴 +1 位作者 张曦 王硕 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期468-477,共10页

文章数值模拟了柔性尾鳍的仿金枪鱼水下机器人从静止加速到稳定巡游的自主游动过程,分析了其运动过程中的运动和水动力性能特点及变化,并与刚性尾鳍模型进行了比较。同时详细分析了尾鳍的运动参数如频率,摆动幅度,横移振幅对仿金枪鱼自... 文章数值模拟了柔性尾鳍的仿金枪鱼水下机器人从静止加速到稳定巡游的自主游动过程,分析了其运动过程中的运动和水动力性能特点及变化,并与刚性尾鳍模型进行了比较。同时详细分析了尾鳍的运动参数如频率,摆动幅度,横移振幅对仿金枪鱼自主游动过程的影响。结果表明,仿金枪鱼在启动加速时效率较低,柔性变形可以较大地提高仿金枪鱼的推进效率;尾鳍的运动参数对自主游动过程有很大的影响:在一定的范围内,增大尾鳍的运动频率、摆动幅度和横移振幅可以提高运动速度、推力和推进效率,但过大的摆幅会降低推进效率。 展开更多

关键词 柔性尾鳍 自主游动 水动力性能 尾鳍运动参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

速度矢量坐标系下水下机器人动态避障方法 被引量：20

3

作者 毛宇峰 庞永杰 +1 位作者 李晔 曾文静 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期159-164,共6页

针对水下机器人能力有限问题设计了一种适应水下机器人能力的动态避障方法.以水下机器人对运动障碍物的相对速度信息建立速度矢量坐标系,在坐标系内,根据水下机器人速度矢量和障碍物速度矢量的相互关系以及水下机器人的能力,确定理论上... 针对水下机器人能力有限问题设计了一种适应水下机器人能力的动态避障方法.以水下机器人对运动障碍物的相对速度信息建立速度矢量坐标系,在坐标系内,根据水下机器人速度矢量和障碍物速度矢量的相互关系以及水下机器人的能力,确定理论上能够避开障碍物的期望速度解集,然后按照满足碰撞时间条件的最小转艏避障原则求解水下机器人最优期望速度的大小和方向,使水下机器人能够以相对小的代价安全避开动态障碍物.仿真研究验证了此规划方法对躲避动态障碍物的有效性,该研究大幅度提高了水下机器人的智能水平. 展开更多

关键词 水下机器人 动态避障 速度矢量坐标系 避障策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于特征融合的水下目标识别方法 被引量：6

4

作者 张铭钧 张丽 万媛媛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1190-1195,共6页

针对传统Hu氏不变矩易受摄像头径向畸变影响造成水下目标识别率低的问题,提出一种基于改进的Hu氏不变矩提取形状特征的方法,该方法依据摄像头的径向畸变模型重新恢复目标像素坐标与其灰度值的映射关系,构造出新的具有平移、缩放和旋转... 针对传统Hu氏不变矩易受摄像头径向畸变影响造成水下目标识别率低的问题,提出一种基于改进的Hu氏不变矩提取形状特征的方法,该方法依据摄像头的径向畸变模型重新恢复目标像素坐标与其灰度值的映射关系,构造出新的具有平移、缩放和旋转不变形的形状特征向量.同时为消除形状特征向量信息间的冗余问题,根据相关向量线性组合不改变向量自身性质的特点,提出一种基于相似度量准则进行对形状特征向量降维处理的方法.最后针对直接组合向量使得各特征权重一致而造成的识别率低的问题,给出了一种线性加权求和进行形状特征和纹理特征融合的方法.水下目标识别实验结果表明,该识别方法能够克服水下图像失真、信息冗余等不利因素,有效提高水下目标识别准确率. 展开更多

关键词 特征提取 Hu氏不变矩 纹理特征 目标识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

仿胸鳍推进系统的水动力实验研究 被引量：5

5

作者 王兆立 苏玉民 +2 位作者 王晓飞 于宪钊 秦再白 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1141-1144,共4页

为了研究仿生力学在非定常流动中的应用,针对刚性胸鳍建立了二自由度运动模型,设计了实现二自由度运动模式的仿胸鳍操纵系统的实验装置.胸鳍推进系统主体由两个伺服电机控制系统组成,能够产生限定范围内的各种预定的摇翼运动和前后拍翼... 为了研究仿生力学在非定常流动中的应用,针对刚性胸鳍建立了二自由度运动模型,设计了实现二自由度运动模式的仿胸鳍操纵系统的实验装置.胸鳍推进系统主体由两个伺服电机控制系统组成,能够产生限定范围内的各种预定的摇翼运动和前后拍翼运动的组合.研究耦合运动的相位差、摆动频率、滚转幅值、拍动幅值、滚转偏角、拍翼偏角等参数对胸鳍水动力性能的影响,得到各水动力系数在一个周期内随时间的变化趋势.实验结果为研发高机动仿生水下机器人奠定了技术基础. 展开更多

关键词 仿生推进系统 胸鳍 二自由度 水动力性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于特征匹配的水下目标检测与识别

6

作者 刘丽仙 焦淑红 陈涛 《现代电子技术》 2011年第4期73-76,80,共5页

针对水下特殊环境的目标检测与识别,提出一种基于霍夫变换与几何特征相结合的特征匹配算法。通过对Canny边缘检测和迭代阈值分割的有机融合,实现了对图像的后处理式联合分割,有效地减小了光照不均等噪声干扰对目标提取的影响。通过霍夫... 针对水下特殊环境的目标检测与识别,提出一种基于霍夫变换与几何特征相结合的特征匹配算法。通过对Canny边缘检测和迭代阈值分割的有机融合,实现了对图像的后处理式联合分割,有效地减小了光照不均等噪声干扰对目标提取的影响。通过霍夫变换直线匹配和几何特征匹配算法对规则的几何目标进行识别,具有较好的抗旋转和抗缩放性能。实验结果表明了该算法的准确性和稳定性。 展开更多

关键词 水下目标 检测与识别 后处理式联合分割 霍夫变换 几何特征匹配

在线阅读 下载PDF 职称材料

动态事件触发机制下的无人艇无模型控制 被引量：2

7

作者 张磊 郑宇鑫 +1 位作者 黄兵 苏玉民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期85-92,共8页

针对复杂海洋环境下无人艇的轨迹跟踪控制问题,本文结合滑模变结构控制与自适应控制,设计了无模型控制器,基于此提出了动态事件触发机制,利用Lyapunov稳定性判据证明了闭环系统一致最终有界,且不存在Zeno现象。仿真试验结果表明:在模型... 针对复杂海洋环境下无人艇的轨迹跟踪控制问题,本文结合滑模变结构控制与自适应控制,设计了无模型控制器,基于此提出了动态事件触发机制,利用Lyapunov稳定性判据证明了闭环系统一致最终有界,且不存在Zeno现象。仿真试验结果表明:在模型参数未知情况下,所提控制器具有良好的控制性能,可有效降低执行机构和能源消耗,为无人艇轨迹控制的实际应用提供了有效基础。 展开更多

关键词 无人艇 轨迹跟踪 无模型 动态事件触发 滑模控制 自适应控制 LYAPUNOV稳定性 计算资源

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速滑行艇CFD精度研究 被引量：24

8

作者 王硕 苏玉民 +1 位作者 庞永杰 张曦 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期1107-1114,共8页

文章基于RANSE VOF求解器,对高速滑行艇稳定直航状态下的水动力计算精度进行研究。根据模型试验中的航行姿态,建立水气二相流模型进行数值模拟。分别采用结构化网格和切割体网格对楔形体进行计算,分析阻力和动升力的计算精度。通过比较... 文章基于RANSE VOF求解器,对高速滑行艇稳定直航状态下的水动力计算精度进行研究。根据模型试验中的航行姿态,建立水气二相流模型进行数值模拟。分别采用结构化网格和切割体网格对楔形体进行计算,分析阻力和动升力的计算精度。通过比较得知,对于高速滑行表面问题,切割体网格和结构化网格同样可以满足工程精度,而前者能够很好地适应复杂的滑行艇表面且网格生成较为便捷。因此文中进一步采用切割体网格对滑行艇进行数值计算,精度同样满足滑行艇的模型试验,验证了CFD方法可以满足两相流中高速滑行表面的水动力计算精度问题。 展开更多

关键词 RANSE VOF求解器 高速滑行表面 切割体网格 工程精度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于雷达图像的水面无人艇目标检测技术 被引量：15

9

作者 庄佳园 徐玉如 +2 位作者 万磊 廖煜雷 孙寒冰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期129-135,共7页

针对水面无人艇雷达目标探测问题,进行了嵌入式雷达图像采集处理系统的研究.提出了嵌入式雷达图像采集处理系统的体系结构.在提取目标位置信息的基础上,选择目标的位置、面积、不变矩特征,完成目标在雷达图像序列中的匹配,实现目标跟踪... 针对水面无人艇雷达目标探测问题,进行了嵌入式雷达图像采集处理系统的研究.提出了嵌入式雷达图像采集处理系统的体系结构.在提取目标位置信息的基础上,选择目标的位置、面积、不变矩特征,完成目标在雷达图像序列中的匹配,实现目标跟踪.针对雷达图像序列中偶有目标丢失的问题,利用卡尔曼滤波预测目标位置信息,帮助建立完整的目标链.最后通过海试验证了所设计的嵌入式雷达图像采集处理系统的可行性,试验表明所提出的图像处理算法、目标的特征匹配和卡尔曼滤波预测算法可以有效的完成目标的检测和跟踪. 展开更多

关键词 水面无人艇 嵌入式系统 雷达目标检测 目标跟踪 卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

振动半圆柱尾流中的二维摆动水翼推进性能研究 被引量：10

10

作者 张曦 苏玉民 王兆立 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第4期333-341,共9页

文章研究了粘性流场中半圆柱振动产生的旋涡对二维摆动水翼推进性能的影响。利用数值方法计算了振动半圆柱尾流中二维摆动水翼的水动力性能。计算结果表明,半圆柱涡和水翼涡之间存在4种相互作用模式。相反旋向的半圆柱涡和水翼涡相互作... 文章研究了粘性流场中半圆柱振动产生的旋涡对二维摆动水翼推进性能的影响。利用数值方法计算了振动半圆柱尾流中二维摆动水翼的水动力性能。计算结果表明,半圆柱涡和水翼涡之间存在4种相互作用模式。相反旋向的半圆柱涡和水翼涡相互作用时,摆动水翼的平均推力系数最大。相同旋向的半圆柱涡和水翼首缘涡相互作用并且最终融入到水翼尾缘涡时,摆动水翼能够从半圆柱涡中吸收能量。 展开更多

关键词 振动半圆柱 摆动水翼 推进性能 旋涡相互作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

深水半潜式钻井平台动力定位实时交互仿真系统 被引量：11

11

作者 王芳 万磊 +3 位作者 徐玉如 姜大鹏 王卓 孙丽萍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1395-1401,共7页

为了模拟深水半潜式钻井平台在复杂海况下的动态响应,对动力定位平台的低频运动与环境载荷进行了数学建模.根据深水钻井平台海上作业的安全等级要求,设计并搭建了DP-3级动力定位实时交互式仿真系统,该交互系统主要包括DP-3级动力定位控... 为了模拟深水半潜式钻井平台在复杂海况下的动态响应,对动力定位平台的低频运动与环境载荷进行了数学建模.根据深水钻井平台海上作业的安全等级要求,设计并搭建了DP-3级动力定位实时交互式仿真系统,该交互系统主要包括DP-3级动力定位控制系统与视景仿真系统.给出了DP-3级动力定位控制系统的体系结构.详细阐述了视景仿真系统与DP-3级动力定位控制系统实时交互时的信息流.对981平台在作业工况和待机工况进行了仿真试验,仿真结果表明所设计的交互仿真系统可以实现动力定位的动态模拟,可用于DP-3级动力定位控制系统的软、硬件的构建与调试. 展开更多

关键词 半潜式钻井平台 动力定位 仿真 数学建模 实时交互 动态模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

边缘分类SIFT算法 被引量：7

12

作者 付永庆 宋宝森 吴建芳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期632-636,共5页

针对经典SIFT算法的实时性较差和其在图像拼接应用时特征点冗余的问题,研究了其在整个尺度空间搜索极值点步骤后,利用图像几何不变矩理论结合图像边缘提取技术提取了图像的边缘类,并在边缘类对应的尺度空间中提取特征点,从而给出了一种... 针对经典SIFT算法的实时性较差和其在图像拼接应用时特征点冗余的问题,研究了其在整个尺度空间搜索极值点步骤后,利用图像几何不变矩理论结合图像边缘提取技术提取了图像的边缘类,并在边缘类对应的尺度空间中提取特征点,从而给出了一种改进的SIFT算法.经过多组实验后,结果显示改进后算法可以使图像的冗余特征点减少20%～50%,从而大大减少经典SIFT特征点冗余性并提高了算法的运行速度. 展开更多

关键词 SIFT算法 特征提取 边缘类 几何不变矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Vxworks的DP-3动力定位控制系统设计与分析 被引量：2

13

作者 王芳 万磊 +1 位作者 姜大鹏 徐玉如 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期217-222,共6页

为了满足深海油气资源开发对动力定位系统可靠性的需求,根据船级社对附加标志为DP-3动力定位系统的规范要求,在Vxworks实时操作系统下设计了三模冗余的动力定位控制系统.基于PC104总线设计了冗余动力定位控制系统的硬件体系结构.采用软... 为了满足深海油气资源开发对动力定位系统可靠性的需求,根据船级社对附加标志为DP-3动力定位系统的规范要求,在Vxworks实时操作系统下设计了三模冗余的动力定位控制系统.基于PC104总线设计了冗余动力定位控制系统的硬件体系结构.采用软件实现了三模冗余实时控制计算机组的控制解算与容错管理.应用马尔可夫过程对所设计的DP-3级动力定位控制系统进行了可靠性分析,预测了不同的硬件故障参数对DP-3动力定位控制系统可靠性的影响.分析结果表明,所设计的DP-3动力定位控制系统具有较高的可靠性. 展开更多

关键词 动力定位 体系结构 容错 系统可靠性

在线阅读 下载PDF 职称材料

欠驱动船路径跟踪的反演自适应动态滑模控制方法 被引量：17

14

作者 廖煜雷 万磊 庄佳园 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2655-2661,共7页

针对欠驱动水面船的路径跟踪控制系统,提出一种反演自适应动态滑模控制方法。该系统由船舶艏摇非线性响应模型和Serret-Frenet误差动力学方程组成,并考虑建模误差和外界干扰力等不确定性。经过简化处理,将原欠驱动系统的控制问题转化为... 针对欠驱动水面船的路径跟踪控制系统,提出一种反演自适应动态滑模控制方法。该系统由船舶艏摇非线性响应模型和Serret-Frenet误差动力学方程组成,并考虑建模误差和外界干扰力等不确定性。经过简化处理,将原欠驱动系统的控制问题转化为非线性系统的镇定问题。同时,基于反步方法和动态滑模控制理论,设计自适应动态滑模控制器。通过理论分析,证明在该控制器作用下,路径跟踪控制系统是全局渐近稳定的。仿真试验表明:该控制器对系统参数摄动和外界干扰不敏感,具有强鲁棒性和自适应性。 展开更多

关键词 欠驱动水面船 路径跟踪 动态滑模控制 反步方法 自适应

在线阅读 下载PDF 职称材料

喷水推进无人水面艇直线航迹系统的反步自适应滑模控制 被引量：3

15

作者 廖煜雷 庞永杰 +1 位作者 马伟佳 徐玉如 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期79-84,共6页

针对单泵喷水推进型欠驱动无人水面艇（USV）的直线航迹非线性控制系统，设计了一种反步自适应滑模控制器。该系统由无人艇艏摇非线性响应模型和舵机伺服系统组成，运动响应模型考虑了船舶参数的不确定性和外界干扰的随机性特点。利用... 针对单泵喷水推进型欠驱动无人水面艇（USV）的直线航迹非线性控制系统，设计了一种反步自适应滑模控制器。该系统由无人艇艏摇非线性响应模型和舵机伺服系统组成，运动响应模型考虑了船舶参数的不确定性和外界干扰的随机性特点。利用全局坐标变换将原系统变换为具有下三角特征的非线性系统。基于Backstepping方法和滑模控制理论，提出了一种直线航迹自适应滑模控制律。利用Lyapunov函数，证明该控制律保证了直线航迹控制系统的全局渐近稳定性。仿真结果表明控制器对系统参数摄动和外界干扰不敏感，具有强鲁棒性和自适应性。 展开更多

关键词 欠驱动 无人水面艇(USV) 航迹控制 滑模控制 BA ckstepping法 喷水推进

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速无人艇纵向航行性能试验 被引量：3

16

作者 孙寒冰 苏玉民 +2 位作者 邹劲 张可心 庄佳园 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期278-283,共6页

针对水面无人艇纵向航行问题进行静水拖曳试验.采用有限体积法结合Shear Stress Transpor(SST)湍流模型,应用动网格技术对模型周围绕流场进行了数值模拟,计算裸船体阻力及航行姿态.将数值计算与试验值对比分析,结果表明两者变化趋势相一... 针对水面无人艇纵向航行问题进行静水拖曳试验.采用有限体积法结合Shear Stress Transpor(SST)湍流模型,应用动网格技术对模型周围绕流场进行了数值模拟,计算裸船体阻力及航行姿态.将数值计算与试验值对比分析,结果表明两者变化趋势相一致,该方法在阻力计算方面具有较好的精度.探讨了重心纵向相对位置对无人艇纵向性能的影响,结果表明,重心位置前移会降低第一阻力峰值,有利于避免"海豚运动",但同时会降低最高航速. 展开更多

关键词 无人艇 动网格 数值计算 模型试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于滑移网格技术的船桨相互干扰研究 被引量：23

17

作者 沈海龙 苏玉民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-7,共7页

船体和螺旋桨的相互干扰是非定常的,采用力场模拟和混合面模拟等方法,虽然能解决一些实际问题,但是在模拟实际流场的非定常性上则显得不够精确.为了研究船桨相互干扰的非定常水动力性能,基于滑移网格技术,使用CFD前处理软件ICEM CFD划... 船体和螺旋桨的相互干扰是非定常的,采用力场模拟和混合面模拟等方法,虽然能解决一些实际问题,但是在模拟实际流场的非定常性上则显得不够精确.为了研究船桨相互干扰的非定常水动力性能,基于滑移网格技术,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用DES湍流模型,实现了船体、螺旋桨、完整船桨组合这3种模型的水动力性能研究.预报值和试验值的比较显示,这3种模型的预报结果都和试验值吻合良好.同时,计算结果揭示了船体和螺旋桨的这种相互干扰,对湍流边界层影响不大,但是对船体表面和螺旋桨桨叶的静压力分布影响很大. 展开更多

关键词 CFD 滑移网格技术 螺旋桨性能 船体和螺旋桨相互干扰 ICEM CFD Y+值

在线阅读 下载PDF 职称材料

滑行艇静水直航及波浪中运动的数值模拟 被引量：13

18

作者 王硕 苏玉民 杜欣 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期119-126,共8页

为准确估算滑行艇的水动力性能,基于RANSE VOF求解器,选取滑行艇拖曳阻力模型实验和耐波性模型实验,采用切割体网格和整体动网格技术,对滑行艇在静水中的高速直航和在规则波浪中的迎浪运动进行了多自由度数值模拟.为验证模拟的真实性,... 为准确估算滑行艇的水动力性能,基于RANSE VOF求解器,选取滑行艇拖曳阻力模型实验和耐波性模型实验,采用切割体网格和整体动网格技术,对滑行艇在静水中的高速直航和在规则波浪中的迎浪运动进行了多自由度数值模拟.为验证模拟的真实性,将模拟计算值与实验值进行比较,结果表明,计算流体动力学技术可以准确且高效地模拟滑行艇在静水以及波浪中高速航行时的运动姿态和水动力特性,为滑行艇设计提供可靠的参考依据. 展开更多

关键词 滑行艇 运动姿态 水动力特性 RANSE VOF求解器 切割体网格 数值模拟 计算流体动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于航海雷达的水面无人艇局部路径规划 被引量：14

19

作者 庄佳园 苏玉民 +1 位作者 廖煜雷 孙寒冰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1371-1375,1381,共6页

设计了一种基于航海雷达图像处理的规划方法,以处理水面无人艇的局部路径规划问题.利用边缘保持的去噪平滑算法和自适应阈值法对航海雷达的原始图像进行处理并建立了环境模型,采用距离寻优的Dijkstra算法搜索最佳路径,将所提出的算法经... 设计了一种基于航海雷达图像处理的规划方法,以处理水面无人艇的局部路径规划问题.利用边缘保持的去噪平滑算法和自适应阈值法对航海雷达的原始图像进行处理并建立了环境模型,采用距离寻优的Dijkstra算法搜索最佳路径,将所提出的算法经海上和湖上实验加以验证.结果表明,所得规划结果良好,搜索的路径距离较短、搜索速度较快并满足实验要求. 展开更多

关键词 水面无人艇 航海雷达 图像处理 DIJKSTRA算法 局部路径规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

欠驱动自治水面船的全局K-指数镇定控制方法 被引量：13

20

作者 廖煜雷 庞永杰 张铁栋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期417-422,共6页

针对欠驱动自治水面船的镇定控制问题,提出了一种光滑时变反馈镇定控制律.基于全局微分同胚坐标变换将欠驱动自治水面船的数学模型转化为级联形式的非线性系统,并证明了原系统的镇定问题可简化为级联子系统的镇定问题.通过在状态反馈控... 针对欠驱动自治水面船的镇定控制问题,提出了一种光滑时变反馈镇定控制律.基于全局微分同胚坐标变换将欠驱动自治水面船的数学模型转化为级联形式的非线性系统,并证明了原系统的镇定问题可简化为级联子系统的镇定问题.通过在状态反馈控制律中增加指数收敛控制项,获得了具有指数收敛速率的时变光滑镇定控制律,并证明该控制律能保证原系统的全局K-指数稳定性.该方法克服了当前许多控制律存在非连续、不光滑、受初始条件限制或需切换的缺点.仿真结果验证了所提出控制律的有效性,试验表明控制器的超调小、收敛快,具有良好的动态性能. 展开更多

关键词 自治水面船 欠驱动 光滑时变反馈 全局指数镇定 级联系统

在线阅读 下载PDF 职称材料