检索结果-南通市图书馆

基于干扰精细估计与神经网络推力分配的载人潜水器控制

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控制与决策 2023年第11期38卷 3290-3296页

作者：浦吉铭方星刘飞高翔江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 无锡气动技术研究所有限公司江苏无锡214072 国家深海基地管理中心山东青岛266237

针对潜水器在水下运行时会受到洋流、参数摄动等多种干扰因素影响和潜水器的过驱动问题,设计一种基于干扰观测的反步控制器和基于神经网络二次规划的推力分配器的双层控制结构.首先,建立潜水器系统在洋流影响下的动力学模型;其次,将潜... 详细信息

针对潜水器在水下运行时会受到洋流、参数摄动等多种干扰因素影响和潜水器的过驱动问题,设计一种基于干扰观测的反步控制器和基于神经网络二次规划的推力分配器的双层控制结构.首先,建立潜水器系统在洋流影响下的动力学模型;其次,将潜水器受到的干扰分为由洋流产生的干扰和由其他因素引起的干扰两部分,分别使用洋流观测器和非线性干扰观测器进行估计,并基于干扰观测信息利用反步法设计运动控制器;然后,针对潜水器的过驱动特性以及推进器的推力受限问题,提出一种基于神经网络二次规划的推力分配方法;最后,使用Matlab进行数值仿真,验证所提控制方法的有效性和优越性.结果表明,基于干扰精细估计与神经网络推力分配的潜水器运动控制系统具有干扰估计更加准确、推进系统的耗能最优,以及避免推进器的推力超限等优势.

关键词：抗干扰控制非线性干扰观测器洋流观测神经网络推力分配载人潜水器

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基于监督与切换及群智能的推力分配算法研究

船舶力学 2022年第5期26卷 667-678页

作者：刘明华亮南通大学电气工程学院江苏南通226019 南通大学杏林学院江苏南通226236

推力分配是船舶动力定位控制系统的关键技术之一,存在推进器推力极限、推力变化率极限、方位角变化率极限、机械磨损、禁区限制和奇异性等约束优化问题。群智能优化算法在全面处理这些约束问题上相对传统的方法具有较大的优势,但在实际... 详细信息

推力分配是船舶动力定位控制系统的关键技术之一,存在推进器推力极限、推力变化率极限、方位角变化率极限、机械磨损、禁区限制和奇异性等约束优化问题。群智能优化算法在全面处理这些约束问题上相对传统的方法具有较大的优势,但在实际运用中要处理好收敛性问题,保证在规定时间内获得可靠解。本文针对推力分配实际问题,提出一种“双向穷尽”的混群算法,该算法中个体为扩展推力分配非齐次线性方程组的解系数,该处理方法能较好解决收敛性问题。此外为避免推进器相互干扰,把推进器分为不同子扇区,采用监督与切换机制进行不同扇区之间的切换。最后以CybershipⅢ船模为对象进行仿真验证,仿真结果表明该推力分配方法可行,能获得较好的推力分配结果。

关键词：群智能监督与切换推力分配动力定位

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喷水推进动力定位推力分配方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 66-71页

作者：徐海祥余克宇余文曌魏跃峰武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力学院湖北武汉430063 中国船舶及海洋工程设计院喷水推进技术重点实验室上海200011

针对喷水推进器模型复杂非线性约束下的推力分配问题,提出了一种区域二次规划方法.将喷水推进器纵向推力的瞬时反向特性视为动态可行域的空间不完全对称变化,根据预求解的结果和所设计的区域分配逻辑,得到局部可行的初值和更为准确的求... 详细信息

针对喷水推进器模型复杂非线性约束下的推力分配问题,提出了一种区域二次规划方法.将喷水推进器纵向推力的瞬时反向特性视为动态可行域的空间不完全对称变化,根据预求解的结果和所设计的区域分配逻辑,得到局部可行的初值和更为准确的求解可行域并保持其凸性,结合组合偏置优化求解算法最终可以得到满足船舶作业需求的最优分配结果.以一艘装配喷水推进器的动力定位船舶为研究对象进行了仿真验证,结果表明:该算法能够有效地实现推力分配,并且相较于传统迭代优化分配算法,求解精度和收敛速度都得到了较大的提升.

关键词：动力定位喷水推进器推力分配区域二次规划非线性约束

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双排抗滑桩布设方式对推力分配的影响

重庆大学学报 2023年第8期46卷 78-87页

作者：汪源谢强张建华重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆市市政管理委员会重庆400000

双排抗滑桩的推力分配问题在规范中没有明确说明。实际工程中,前后排抗滑桩的推力分配往往只能依靠工程师的经验判断。为研究双排桩布桩方式对桩受力的影响,寻找推力在双排桩中的分配规律,文中依托四川省丹巴地区某公路滑坡治理项目,通... 详细信息

双排抗滑桩的推力分配问题在规范中没有明确说明。实际工程中,前后排抗滑桩的推力分配往往只能依靠工程师的经验判断。为研究双排桩布桩方式对桩受力的影响,寻找推力在双排桩中的分配规律,文中依托四川省丹巴地区某公路滑坡治理项目,通过建立有限元模型,分析不同布桩条件下,边坡的安全系数及滑坡推力在前后排抗滑桩上的分配情况。结果表明,桩的布设方式对边坡的安全性有重要影响,存在1个合理桩排距,使滑坡的安全系数达到最大;前后排桩的推力分配比例,会随着不同的布桩条件而变化,是一个动态的过程,当排距为30 m时,前后两排桩承担的推力最为接近。

关键词：双排抗滑桩推力分配有限元安全系数强度折减法

极限海况下动力定位船舶推力分配推进器饱和协议

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船舶力学 2022年第4期26卷 520-528页

作者：刘大辉赵亮徐胜文陈昱浙江大学建筑工程学院杭州310058 中集海洋工程研究院有限公司山东烟台264670 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

极限海况下,船舶动力定位系统的多个推进器达到饱和状态,此时以最小功率消耗为优化目标的传统推力分配策略并不能充分发挥推进系统的能力,影响船舶定位性能。为了提高船舶在极限海况下动力定位推力分配策略的适应性,本文提出一个饱和协... 详细信息

极限海况下,船舶动力定位系统的多个推进器达到饱和状态,此时以最小功率消耗为优化目标的传统推力分配策略并不能充分发挥推进系统的能力,影响船舶定位性能。为了提高船舶在极限海况下动力定位推力分配策略的适应性,本文提出一个饱和协议优化推力分配策略,提高应对所需剧烈变化的控制推力的反应速度,并给出更准确的推力分配结果,通过对一艘半潜式海洋平台在极限海况下的时域仿真验证了该优化策略的有效性。

关键词：动力定位系统极限海况推力分配饱和协议时域仿真

面向过驱动UUV推进器容错控制的非线性观测自适应推力分配

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中国舰船研究 2022年第5期17卷 175-183页

作者：王观道向先波李锦江杨少龙华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]为了研究水下无人航行器(UUV)动力定位过程中受到外界时变干扰以及推进器故障时的控制方法,提出可实现推进器容错控制的非线性观测自适应推力分配策略。[方法]首先基于幂次滑模方法进行UUV动力定位控制器设计,并采用非线性观测器... 详细信息

[目的]为了研究水下无人航行器(UUV)动力定位过程中受到外界时变干扰以及推进器故障时的控制方法,提出可实现推进器容错控制的非线性观测自适应推力分配策略。[方法]首先基于幂次滑模方法进行UUV动力定位控制器设计,并采用非线性观测器实现对外界环境干扰的有效估计;然后结合外界扰动估计值以及故障模式下的状态偏差序列构建二次规划问题,对其求解获得各推进器的效率因子,以修正推力分配矩阵,从而实现推进器容错下的自适应推力分配。[结果]仿真结果显示,UUV控制系统能够有效估计外界环境干扰以及各推进器效率因子,即使部分推进器出现故障,UUV仍能降格完成动力定位任务。[结论]研究表明所提出的自适应推力分配策略及滑模控制算法合理,适用于存在外界环境干扰以及推进器故障的复杂工况。

关键词：水下无人航行器过驱动容错控制推力分配非线性观测器

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基于多策略改进鲸鱼算法的船舶推力分配方法

计算机应用研究 2024年第3期41卷 831-835,853页

作者：刘明南通大学杏林学院江苏南通226236 南通大学电气工程学院江苏南通226019

船舶动力定位推力分配求解是一种复杂的多约束多目标优化问题,鲸鱼优化算法(WOA)处理该类问题较传统推力分配算法计算更简便、精度更高,但以牺牲时间为代价,需解决实时可靠收敛问题。针对上述问题,提出一种改进鲸鱼推力分配算法,通过采... 详细信息

船舶动力定位推力分配求解是一种复杂的多约束多目标优化问题,鲸鱼优化算法(WOA)处理该类问题较传统推力分配算法计算更简便、精度更高,但以牺牲时间为代价,需解决实时可靠收敛问题。针对上述问题,提出一种改进鲸鱼推力分配算法,通过采用等式约束项的特解系数为个体变量,降低搜索空间维度和范围,为算法获取可靠解和快速收敛奠定基础;通过空间区块化和“精英”筛选法初始化种群,增加初始种群分散性和“精英”个体数量,提高寻优效率和收敛稳定性;引入动态种群边界获取合理的搜索空间,提高算法收敛速度;最后运用类梯度法进行种群更新,模拟区域遍历搜寻,以较少迭代次数获取可靠解。以CybershipⅢ船模为对象进行仿真验证,结果表明该算法可行,具有较好的实时性和稳定收敛性,提高了推力分配性能。

关键词：推力分配动力定位鲸鱼算法多约束多目标优化

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基于改进广义逆法的无人艇推力分配方法研究

大连海事大学学报 2024年

作者：李太宇邵成孙创中国舰船研究院宜昌测试技术研究所

推进器的推力分配方法对于无人艇的自主靠泊及低速机动等控制场景至关重要。目前针对推力分配算法的研究多以分配方法本身的研究验证为主，对于推进器推力变化、角度变化所需时间等影响实际响应速度的因素缺乏考虑。本文以广义逆方法为... 详细信息

推进器的推力分配方法对于无人艇的自主靠泊及低速机动等控制场景至关重要。目前针对推力分配算法的研究多以分配方法本身的研究验证为主，对于推进器推力变化、角度变化所需时间等影响实际响应速度的因素缺乏考虑。本文以广义逆方法为基础，以双喷水推进无人艇为目标平台研究其推力分配问题，并针对以往方法研究中较少涉及推进器执行时间的状况改进广义逆方法，增加额外的重分配环节来提高推进器的响应速度。仿真结果表明该方法在理论上达到了预期效果。

关键词：推力分配广义逆算法重分配执行时间

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作业型ROV矢量推进建模及推力分配方法

船舶力学 2020年第3期24卷 332-341页

作者：李新飞马强袁利毫王宏伟哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 哈尔滨建成集团有限公司哈尔滨150030

为了研究矢量推进遥控水下机器人(Remotely Operated Vehicle, ROV)的推力分配方法,根据总体结构中推进器的空间分布关系,推导出推进器推力和作用于ROV本体上合推力之间的关系,进而建立了一种过驱动ROV矢量推进系统的数学模型。在Matla... 详细信息

为了研究矢量推进遥控水下机器人(Remotely Operated Vehicle, ROV)的推力分配方法,根据总体结构中推进器的空间分布关系,推导出推进器推力和作用于ROV本体上合推力之间的关系,进而建立了一种过驱动ROV矢量推进系统的数学模型。在Matlab中构建了ROV运动控制的仿真模型,通过直接推力分配法验证了目标ROV矢量推进系统数学模型的准确性。提出了一种将六自由度控制量归一化和伪逆法结合使用的综合推力分配方法,通过仿真验证了该方法可有效解决直接伪逆法出现的推进器饱和问题,可直接应用于解决矢量推进水下机器人运动控制的工程问题。

关键词：水下机器人过驱动矢量推进推力分配伪逆法