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航天器终端接近的有限时间输入饱和避碰控制

中国惯性技术学报 2017年第4期25卷 530-535页

作者：李学辉宋申民陈海涛郭永哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001 西北工业大学自动化学院西安710000

针对航天器终端接近问题,解决了追踪航天器在跟踪到达期望目标点的过程中不与目标航天器发生碰撞的难题。首先,在目标航天器轨道系下建立了航天器的相对运动和避碰模型。其次,考虑外界扰动上界已知和未知两种情形,均给出了有限时间避碰... 详细信息

针对航天器终端接近问题,解决了追踪航天器在跟踪到达期望目标点的过程中不与目标航天器发生碰撞的难题。首先,在目标航天器轨道系下建立了航天器的相对运动和避碰模型。其次,考虑外界扰动上界已知和未知两种情形,均给出了有限时间避碰控制器,且所设计的控制器都具有输入饱和特性。最后,应用Lyapunov稳定性理论证明了在所提出的控制器作用下系统是有限时间收敛的,并且,利用避碰势函数证明了所设计的控制器能够实现避碰。仿真结果表明,所提出的控制器是有效的。

关键词：终端接近避碰控制有限时间控制输入饱和

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基于改进人工势场法的足球机器人避碰控制

机器人 2002年第1期24卷 12-15页

作者：张祺杨宜民广东工业大学自动化学院广州510090

本文在分析足球机器人避碰的特点及传统人工势场法不足的基础上，提出了引入障碍物的速度和加速度矢量的改进人工势场法，用于足球机器人的避碰控制．仿真实验表明，这种方法是可行的，并弥补了传统人工势场法的不足．

关键词：人工势场法足球机器人避碰控制电机仿真

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基于RBF-MPC的水下机器人避碰控制

数字海洋与水下攻防 2022年第5期5卷 443-447页

作者：李晨代笠海军装备部驻宜昌地区军事代表局海军装备部驻广州地区军事代表局

水下机器人避碰控制是自主作业的重要基础，但复杂的约束条件和模型的不精确性增加了避障路径跟踪的技术难度。在传统模型预测控制的基础上，结合作业场景多种约束条件，引入径向基函数神经网络，提出了一种水平面避碰控制方法。首先，... 详细信息

水下机器人避碰控制是自主作业的重要基础，但复杂的约束条件和模型的不精确性增加了避障路径跟踪的技术难度。在传统模型预测控制的基础上，结合作业场景多种约束条件，引入径向基函数神经网络，提出了一种水平面避碰控制方法。首先，采用径向基神经网络建立误差补偿函数，提高传统动力学预测模型精度；然后，结合避碰路径跟踪控制，在滚动优化环节选取性能指标函数，并显式引入障碍物、执行机构与控制稳定性等约束条件；最后，通过仿真试验证明该方法能够控制水下机器人跟踪避碰路径实现水平面内障碍物规避。

关键词：水下机器人避碰控制神经网络模型预测控制

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基于联合仿真的车辆主动避碰控制方法研究

基于联合仿真的车辆主动避碰控制方法研究

作者：任泽建大连理工大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的发展,交通安全问题带来的交通事故逐渐增多,汽车交通安全也得到了世界各国的普遍关注。为了从更大程度上降低交通事故的发生率,汽车主动安全先进技术的研究也成为安全领域的热点问题与技术前沿。基于主动安全的避碰控制... 详细信息

随着汽车工业的发展,交通安全问题带来的交通事故逐渐增多,汽车交通安全也得到了世界各国的普遍关注。为了从更大程度上降低交通事故的发生率,汽车主动安全先进技术的研究也成为安全领域的热点问题与技术前沿。基于主动安全的避碰控制方法的研究,能够尽最大可能的降低碰撞造成的伤害程度,对提高道路交通安全具有重要意义。在国家自然科学基金项目(61104165、51305065)和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT13JS02)的资助下,本文主要针对避碰控制系统相关的领域范畴,研究了基于联合仿真的车辆主动安全避碰控制方法,主要包含车辆纵向制动避碰方法和侧向换道避碰方法。为了构建满足汽车在运行中存在的不确定性以及系统本身存在着较强的非线性动力学特性等方面的因素的车辆系统模型,本文首先基于Carsim软件构建了车辆主动避碰整车模型,然后基于Simulink搭建了逆纵向动力学模型并分析了横向动力学模型,为验证车辆主动避碰的效果做好准备。针对不同的危险避碰场景,本文设计了相对应的避碰控制系统,包括纵向制动控制系统和侧向换道控制系统,纵向制动和侧向换道相结合的避碰控制系统更有利于实现车辆的安全避碰。在纵向制动避碰方法的研究过程中,基于分层控制思路构建了组合加速度滑模和单神经元PID方法的上下两层的减速制动控制方法,并针对紧急危险情况下设计了基于单神经元PID的紧急制动控制方法。在侧向换道避碰控制方法中,制定了适应于车辆避碰的换道轨迹,并基于此轨迹设计了换道避碰系统,通过终端滑模的方法使得车辆能够准确的跟踪理想的换道轨迹。为验证所设计车辆避碰方法的实用性与准确性,本文把在Carsim中建立的整车模型和在Simulink中研究的主动避碰控制方法相联合,实现车辆避碰技术的联合仿真实验与分析。通过实验仿真结果可以看出,在车辆前方出现行人或车辆减速等危险障碍物的情况下,本文所设计的主动避碰控制系统可以实现车辆的减速制动、紧急制动停车或者能够按照期望的换道轨迹进行换道避碰的功能。同时,验证了所设计的车辆主动避碰控制系统能够在不同的危险场景下的可行性、有效性与鲁棒性,对于提高车辆主动安全性具有重要意义。

关键词：主动安全避碰控制纵向制动侧向换道联合仿真

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基于最优控制的海上多目标船避碰研究

中国安全科学学报 2014年第1期24卷 15-21页

作者：陈立家黄立文熊勇武汉理工大学内河航运技术湖北省重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学航运学院湖北武汉430063

为解决海上多目标船自动避碰问题,支持船舶智能避碰决策,根据最优控制通用方法,以船舶运动方程为系统状态方程,最终量化指标为目标函数,避碰过程中及其结束后对船舶运动状态的规定为约束,建立海上开阔水域多目标船避碰最优控制模型。采... 详细信息

为解决海上多目标船自动避碰问题,支持船舶智能避碰决策,根据最优控制通用方法,以船舶运动方程为系统状态方程,最终量化指标为目标函数,避碰过程中及其结束后对船舶运动状态的规定为约束,建立海上开阔水域多目标船避碰最优控制模型。采用广义梯度方法求解该模型。设计并完成限定约束条件下的多船避碰仿真试验。仿真试验结果表明,在开阔静水面条件下,整个避碰过程都以允许的最短距离和船舶安全领域为船舶避碰约束,能够实现多船避碰。

关键词：最优控制多目标船避碰控制船舶运动方程广义梯度决策辅助

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舰船编队避碰的自适应控制研究

舰船科学技术 2017年第20期39卷 31-33页

作者：邓蕴北京工业职业技术学院电气与信息工程学院北京100042

海上运输是一种重要的货物流通方式,随着人们对海洋资源的进一步开发,海上运输、资源开采、石油开发等工业行为对海上交通运输条件提出更高要求。为了改善日益拥堵的海上交通,防止出现船舶碰撞等海上交通事故,世界各国对船舶避碰技术投... 详细信息

海上运输是一种重要的货物流通方式,随着人们对海洋资源的进一步开发,海上运输、资源开采、石油开发等工业行为对海上交通运输条件提出更高要求。为了改善日益拥堵的海上交通,防止出现船舶碰撞等海上交通事故,世界各国对船舶避碰技术投入了大量的研究,其中,舰船编队的避碰控制技术是研究的重点。本文在传统的非线性控制系统基础上,结合自适应模糊控制算法和Matlab仿真技术,对舰船编队在未知环境干扰条件下的避碰、避障等技术进行系统研究,提出一种舰船编队的模糊自适应避碰方法,并进行仿真分析。

关键词：舰船编队避碰控制 Back-stepping Matlab

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机械臂力跟踪阻抗和避碰控制仿真研究

自动化与仪表 2017年第5期32卷 44-49页

作者：汪双刘满禄张华西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室绵阳621010 中国科学技术大学信息科学技术学院合肥230026

为解决机械臂在阻抗控制方向上的作用力不稳定和位置控制方向上的安全避碰问题,该文提出了阻抗控制方向上的力跟踪控制以及位置控制方向上的避碰控制方法。首先建立机械臂运动学动力学模型,其次构建环境模型和设计以操作空间线性解耦位... 详细信息

为解决机械臂在阻抗控制方向上的作用力不稳定和位置控制方向上的安全避碰问题,该文提出了阻抗控制方向上的力跟踪控制以及位置控制方向上的避碰控制方法。首先建立机械臂运动学动力学模型,其次构建环境模型和设计以操作空间线性解耦位置控制为内环的阻抗控制器,然后基于作用力误差实时调整参考轨迹的方式,构建力跟踪阻抗控制器并分析其稳定条件,最后依据作用合力为撤退方向和作用力阈值为触发条件来设计直线运动避碰控制器。Matlab-Adams联合仿真结果表明了力跟踪阻抗控制和避碰控制的有效性。

关键词：机械臂阻抗控制力跟踪避碰控制

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同优先级的多水下机器人避碰控制

应用科技 2004年第12期31卷 31-34页

作者：李晔庞永杰由光鑫哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

根据智能水下机器人(AUV)水下通讯相对困难的特点,在改进势力场法避障的基础上,实现了单机器人的避碰控制.在机器人群体间隐式通讯条件下,应用危险阈值和智能传感器的方法,成功地解决了优先级相同的多水下机器人编队航行过程中的避碰避... 详细信息

根据智能水下机器人(AUV)水下通讯相对困难的特点,在改进势力场法避障的基础上,实现了单机器人的避碰控制.在机器人群体间隐式通讯条件下,应用危险阈值和智能传感器的方法,成功地解决了优先级相同的多水下机器人编队航行过程中的避碰避障问题,并在仿真环境下验证了算法的有效性.

关键词：同优先级多水下机器人避碰控制

基于GWO-WOA的执行器严重故障多移动机器人编队重构控制

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兵工学报 2023年第S2期44卷 114-125页

作者：鞠爽王晶王灏周萌石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043 北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

针对执行器严重故障下多移动机器人的编队重构控制问题,提出一种基于灰狼优化-鲸鱼优化算法(Grey Wolf Optimizer-Whale Optimization Algorithm,GWO-WOA)的协同编队重构控制策略。设计一种故障观测器以检测多机器人系统中出现的执行器... 详细信息

针对执行器严重故障下多移动机器人的编队重构控制问题,提出一种基于灰狼优化-鲸鱼优化算法(Grey Wolf Optimizer-Whale Optimization Algorithm,GWO-WOA)的协同编队重构控制策略。设计一种故障观测器以检测多机器人系统中出现的执行器严重故障,并使执行器严重故障的机器人离开编队。利用匈牙利算法分配剩余机器人在期望重构编队中的位置,并用GWO-WOA规划出机器人的运动路径。提出编队重构综合控制策略,包括三部分,分别为基于一致性的编队保持控制、基于势能函数的避碰控制和基于比例积分的跟踪控制器,使多机器人在无碰撞的情形下实现了重构编队。仿真实验结果表明,所提出的编队重构控制策略能够实时监测出故障机器人,并且在形成期望重构编队的同时防止相互碰撞。

关键词：多移动机器人系统非完整约束编队重构控制灰狼优化-鲸鱼优化算法避碰控制