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基于MPC的无人船运动控制及可视化仿真系统实现
被引量：
17
1
作者
吴青
王乐
+1 位作者
柳晨光
初秀民
《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
2016年第2期245-250,共6页
运动控制可视化对研究在环境干扰和自动避碰需求下的无人船运动控制具有重要意义.建立了风浪干扰下的船舶运动数学模型,基于模型设定一系列约束,运用模型预测控制(model predictive control,MPC)算法对船舶运动轨迹进行控制.以Visual C+...
运动控制可视化对研究在环境干扰和自动避碰需求下的无人船运动控制具有重要意义.建立了风浪干扰下的船舶运动数学模型,基于模型设定一系列约束,运用模型预测控制(model predictive control,MPC)算法对船舶运动轨迹进行控制.以Visual C++为开发环境,搭建了无人船运动可视化仿真平台,实现了基于Matlab与VC混合编程的多约束MPC控制器,在软件界面上能实时显示船舶运动轨迹和船舶运动相关参数的动态变化.实验结果表明,系统能够较好地模拟船舶真实航行轨迹,并能根据不同船舶特性更改船舶运动参数,为无人船运动控制研究提供测试仿真平台.
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关键词
无人船
MPC
MATLAB
C++
运动控制
仿真系统
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职称材料
欠驱动水面船舶的轨迹跟踪模型预测控制器
被引量：
22
2
作者
柳晨光
初秀民
+2 位作者
王乐
谢朔
吴青
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期1842-1848,1854,共8页
针对在风、浪、流时变干扰下欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器.考虑到欠驱动船舶在没有横向驱动力情况下控制船舶纵向、横向和艏摇角3个自由度的运动,建立了仅有2个控制输入量且存在风、...
针对在风、浪、流时变干扰下欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器.考虑到欠驱动船舶在没有横向驱动力情况下控制船舶纵向、横向和艏摇角3个自由度的运动,建立了仅有2个控制输入量且存在风、浪、流干扰下的非线性状态空间模型,在对模型近似线性化后应用线性模型预测控制方法设计出了一种考虑控制量极限约束、控制增量约束以及输出量约束的轨迹跟踪控制器.最后,在仿真环境下测试了系统对圆形轨迹的跟踪性能,并对约束进行了误差分析.结果表明,所设计的控制器能较好地满足跟踪性能,并能抵抗一定程度的环境干扰.
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关键词
欠驱动船舶
模型预测控制
轨迹跟踪
环境干扰
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职称材料
欠驱动水面模型船航向保持控制仿真平台
被引量：
4
3
作者
柳晨光
初秀民
+1 位作者
欧阳雪
谢朔
《中国航海》
CSCD
北大核心
2016年第4期1-5,112,共6页
考虑到计算机仿真、半实物仿真及实船研究的不足,提出基于欠驱动水面模型船的航向保持控制仿真平台。该平台由模型船、航向与航速感知系统、航向保持控制器及远程控制与监测系统等4部分组成。介绍航向控制仿真平台各部分的组成和相互关...
考虑到计算机仿真、半实物仿真及实船研究的不足,提出基于欠驱动水面模型船的航向保持控制仿真平台。该平台由模型船、航向与航速感知系统、航向保持控制器及远程控制与监测系统等4部分组成。介绍航向控制仿真平台各部分的组成和相互关系,研究模型船航向与航速感知系统的实现方法,分析航向保持控制器的工作原理,提出Nomoto响应模型的参数辨识方法及基于PID的航向保持控制和航速保持方法。在实验室环境下对仿真平台进行测试,并分析模型参数辨识和航向保持结果,试验结果表明平台能满足航向保持控制研究需求。
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关键词
船舶工程
航向保持
运动控制
模型船
参数辨识
仿真平台
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职称材料
题名
基于MPC的无人船运动控制及可视化仿真系统实现
被引量：
17
1
作者
吴青
王乐
柳晨光
初秀民
机构
武汉理工大学
物流工程学院
武汉理工大学its智能交通系统研究中心
国家水运安全工程技术
研究
中心
武汉理工大学
能源与动力工程学院
出处
《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
2016年第2期245-250,共6页
基金
交通运输部科技成果推广项目(2015326548030)
湖北省自然科学基金项目(2015CFA111)资助
文摘
运动控制可视化对研究在环境干扰和自动避碰需求下的无人船运动控制具有重要意义.建立了风浪干扰下的船舶运动数学模型,基于模型设定一系列约束,运用模型预测控制(model predictive control,MPC)算法对船舶运动轨迹进行控制.以Visual C++为开发环境,搭建了无人船运动可视化仿真平台,实现了基于Matlab与VC混合编程的多约束MPC控制器,在软件界面上能实时显示船舶运动轨迹和船舶运动相关参数的动态变化.实验结果表明,系统能够较好地模拟船舶真实航行轨迹,并能根据不同船舶特性更改船舶运动参数,为无人船运动控制研究提供测试仿真平台.
关键词
无人船
MPC
MATLAB
C++
运动控制
仿真系统
Keywords
unmanned surface vessel（USV）
model predictive control（MPC）
Matlab
C＋＋
motion control
simulation system
分类号
U674.942 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
欠驱动水面船舶的轨迹跟踪模型预测控制器
被引量：
22
2
作者
柳晨光
初秀民
王乐
谢朔
吴青
机构
武汉理工大学its智能交通系统研究中心
武汉理工大学
能源与动力工程学院
武汉理工大学
国家水运安全工程技术
研究
中心
武汉理工大学
物流工程学院
出处
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期1842-1848,1854,共8页
基金
国家自然科学基金项目(61273234)
湖北省自然科学基金重点项目(2015CFA111)资助
文摘
针对在风、浪、流时变干扰下欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器.考虑到欠驱动船舶在没有横向驱动力情况下控制船舶纵向、横向和艏摇角3个自由度的运动,建立了仅有2个控制输入量且存在风、浪、流干扰下的非线性状态空间模型,在对模型近似线性化后应用线性模型预测控制方法设计出了一种考虑控制量极限约束、控制增量约束以及输出量约束的轨迹跟踪控制器.最后,在仿真环境下测试了系统对圆形轨迹的跟踪性能,并对约束进行了误差分析.结果表明,所设计的控制器能较好地满足跟踪性能,并能抵抗一定程度的环境干扰.
关键词
欠驱动船舶
模型预测控制
轨迹跟踪
环境干扰
Keywords
underactuated surface vessels
model predictive control（MPC）
trajectory tracking
environmental disturbances
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
欠驱动水面模型船航向保持控制仿真平台
被引量：
4
3
作者
柳晨光
初秀民
欧阳雪
谢朔
机构
武汉理工大学its智能交通系统研究中心
武汉理工大学
能源与动力工程学院
国家水运安全工程技术
研究
中心
武汉理工大学
物流工程学院
出处
《中国航海》
CSCD
北大核心
2016年第4期1-5,112,共6页
基金
湖北省自然科学基金(2015CFA111)
交通运输部科技成果推广项目(2015326548030)
文摘
考虑到计算机仿真、半实物仿真及实船研究的不足,提出基于欠驱动水面模型船的航向保持控制仿真平台。该平台由模型船、航向与航速感知系统、航向保持控制器及远程控制与监测系统等4部分组成。介绍航向控制仿真平台各部分的组成和相互关系,研究模型船航向与航速感知系统的实现方法,分析航向保持控制器的工作原理,提出Nomoto响应模型的参数辨识方法及基于PID的航向保持控制和航速保持方法。在实验室环境下对仿真平台进行测试,并分析模型参数辨识和航向保持结果,试验结果表明平台能满足航向保持控制研究需求。
关键词
船舶工程
航向保持
运动控制
模型船
参数辨识
仿真平台
Keywords
ship engineering
course keeping
motion control
model ship
parameter identification
simulation platform
分类号
U664.82 [交通运输工程—船舶及航道工程]
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于MPC的无人船运动控制及可视化仿真系统实现
吴青
王乐
柳晨光
初秀民
《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
2016
17
在线阅读
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职称材料
2
欠驱动水面船舶的轨迹跟踪模型预测控制器
柳晨光
初秀民
王乐
谢朔
吴青
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
22
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
欠驱动水面模型船航向保持控制仿真平台
柳晨光
初秀民
欧阳雪
谢朔
《中国航海》
CSCD
北大核心
2016
4
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职称材料
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