检索结果-南通市图书馆

复杂地形六轮独立驱动与转向机器人轨迹跟踪与避障控制

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兵工学报 2024年第1期45卷 166-183页

作者：刘江涛周乐来李贻斌山东大学控制科学与工程学院山东济南250014 智能无人系统教育部工程研究中心山东济南250014

为研究六轮移动机器人在复杂地形的运动控制方法,针对六轮独立驱动与转向机器人复杂地形轨迹跟踪问题,提出一种预测控制和动态补偿的控制方法。基于非完整约束的线性六轮移动机器人运动学模型,以模型预测控制算法为基础,引入比例-积分-... 详细信息

为研究六轮移动机器人在复杂地形的运动控制方法,针对六轮独立驱动与转向机器人复杂地形轨迹跟踪问题,提出一种预测控制和动态补偿的控制方法。基于非完整约束的线性六轮移动机器人运动学模型,以模型预测控制算法为基础,引入比例-积分-微分补偿控制器,抑制动态滞后引起的跟踪误差,设计速度与转向角动态反馈补偿,以应对地形扰动对轨迹跟踪的影响。分析机器人运动过程中障碍物的避碰问题,设计可求解避障轨迹的避障规划器,通过轨迹跟踪系统对局部避障轨迹进行跟踪控制,实现机器人的轨迹跟踪和自动避碰。对轨迹跟踪算法和避障算法进行仿真实验。实验结果表明:在典型工况下,机器人可完成凹形斜坡、凸形斜坡和凹凸地形正弦型轨迹跟踪控制和静态与动态障碍物避碰,验证了新方法的有效性。

关键词：六轮独立驱动与转向机器人轨迹跟踪控制模型预测控制 PID补偿控制避障控制

基于鸽群优化改进动态窗的多无人车协同编队避障控制

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工程科学学报 2024年第7期46卷 1279-1285页

作者：李兆博孙双蕾北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京特种机械研究所北京100143

在复杂未知的战场环境中,无人车集群较单台无人车可承担更为复杂的任务,无人车集群协同编队避障行驶是群体智能领域研究热点之一.针对未知环境下无人车集群在规避障碍物时容易出现动态位置与预期队形偏差较大问题,本文提出了一种基于改... 详细信息

在复杂未知的战场环境中,无人车集群较单台无人车可承担更为复杂的任务,无人车集群协同编队避障行驶是群体智能领域研究热点之一.针对未知环境下无人车集群在规避障碍物时容易出现动态位置与预期队形偏差较大问题,本文提出了一种基于改进动态窗的无人车编队协同避障控制方法,在基本动态窗路径评价函数的方位角评价因子、障碍物评价因子、速度评价因子基础上,增加了无人车编队的方向协同因子和队形保持因子.同时,基于变权重鸽群优化算法对改进动态窗的路径评价函数各系数进行优化.当无人车集群感知到障碍物时,通过改进动态窗算法进行相对位置及速度的自适应协同调整,更好地保证无人车编队避障行驶过程中队形位置的精确性.最后,以3台无人车构成三角形编队避障行驶为例进行仿真验证.仿真结果表明基于改进动态窗和变权重鸽群优化算法的无人车编队在规避障碍物时,队形位置偏差相对较小.可见,本文提出的改进算法能够使得无人车集群在规避障碍物过程中提高动态编队的稳定性和精确性.

关键词：无人车鸽群优化动态窗口法协同编队避障控制

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多轴轮式小车变速避障控制系统研究

江苏工程职业技术学院学报 2024年第1期24卷 20-25页

作者：迟涵徐林董骐瑞张天顺张平霞朱永强青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

车辆快速行驶时避障安全性差、稳定性较弱。鉴于此,设计了一款相对体积较大、轴轮多、旋转半径大(结构类似于挂车、卡车等重型运输设备)的轮式避障小车进行变速避障控制模拟。变速系统基于上位机LabVIEW 2018动态窗口,根据障碍物分布情... 详细信息

车辆快速行驶时避障安全性差、稳定性较弱。鉴于此,设计了一款相对体积较大、轴轮多、旋转半径大(结构类似于挂车、卡车等重型运输设备)的轮式避障小车进行变速避障控制模拟。变速系统基于上位机LabVIEW 2018动态窗口,根据障碍物分布情况调节小车速度,以安全、稳定地变速避障。避障过程中小车遇到障碍物,对避障信息进行读取判断,雷达接收并运转数据时间变长,计算机程序运行时间与小车运行时间会存在差值,利用这一差值对处于同一时间段的小车进行速度调节。通过匀速与变速的对比试验来验证变速避障控制系统的功能,结果表明,在相同环境下变速避障小车在避障反应时间内位移量减少,能更快速、可靠、稳定地实现避障。

关键词：自动驾驶小车避障控制变速时间间隔反应时间

带有避障约束的分布式导弹编队饱和控制器设计

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航天控制 2024年第2期42卷 3-9页

作者：吴险峰陈宝文孙经广深圳信息职业技术学院软件学院深圳518172 江苏自动化研究所连云港222061

对带有外界干扰、输入受限、规划航路存在未知障碍物情形下的导弹编队控制问题进行了研究。首先,基于导弹非线性动力学模型,通过定义位置、速度误差变量,建立了考虑外界干扰的绝对误差导弹编队控制模型。其次,在提出基于避障势函数和双... 详细信息

对带有外界干扰、输入受限、规划航路存在未知障碍物情形下的导弹编队控制问题进行了研究。首先,基于导弹非线性动力学模型,通过定义位置、速度误差变量,建立了考虑外界干扰的绝对误差导弹编队控制模型。其次,在提出基于避障势函数和双曲正切函数非线性滑模面的基础上,利用自适应技术和抗饱和辅助系统,设计了自适应抗饱和鲁棒导弹编队避障控制器。最后,借助Lyapunov稳定性理论证明了所设计系统状态为渐近稳定的,并通过数字仿真验证了所设计控制策略的有效性。

关键词：导弹编队避障控制输入饱和滑模控制

基于群集行为的分布式多无人机编队动态避障控制

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控制理论与应用 2022年第1期39卷 1-11页

作者：费思远鲜斌王岭天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津航海仪器研究所天津300451

针对无人机编队保持和动态障碍物规避控制问题,本文提出了一种新的基于群集行为的分布式多无人机编队控制和避障控制算法.首先考虑了由机间气流等因素带来的干扰,基于吸引/排斥势场和一致性方法,设计了分布式无人机编队的队形保持控制算... 详细信息

针对无人机编队保持和动态障碍物规避控制问题,本文提出了一种新的基于群集行为的分布式多无人机编队控制和避障控制算法.首先考虑了由机间气流等因素带来的干扰,基于吸引/排斥势场和一致性方法,设计了分布式无人机编队的队形保持控制算法,对编队内无人机之间的距离进行控制.进一步考虑外部移动障碍对无人机编队的影响,引入了排斥势场产生避障行为,从而控制无人机编队规避移动障碍物.然后,基于Lyapunov的稳定性分析方法,证明了多无人机编队闭环系统的稳定性和系统状态误差的最终有界性.最后在四旋翼无人机编队实验平台上进行了室内飞行实验验证.实验结果表明,本文提出的分布式群集编队避障控制算法可以有效控制无人机编队规避外部障碍物,且具有规避障碍后的队形重构能力.

关键词：群集行为多无人机编队分布式控制避障控制实验验证

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基于控制障碍函数的飞行器避障与制导控制

兵工学报 2023年第9期44卷 2814-2823页

作者：杜宏宝王正杰唐礼喜张小宁北京理工大学机电学院北京100081

为实现动态障碍物环境下飞行器对目标的打击以提高其工程适用性,建立飞行器与障碍物以及飞行器与目标的运动学模型。在控制障碍函数的基础上进行拓展,结合速度障碍法对飞行器速度施加约束,与现有的比例制导律构建二次优化问题,得到闭式... 详细信息

为实现动态障碍物环境下飞行器对目标的打击以提高其工程适用性,建立飞行器与障碍物以及飞行器与目标的运动学模型。在控制障碍函数的基础上进行拓展,结合速度障碍法对飞行器速度施加约束,与现有的比例制导律构建二次优化问题,得到闭式解形式的避障制导律。数值仿真并分析轨迹和过载曲线的特性。研究结果表明:所提出的避障制导律可以实时地避开运动障碍物并打击目标,有较好的全局特性;与已有避障制导律相比,过载曲线更加平缓且饱和过载占比小。

关键词：飞行器避障控制制导律控制障碍函数

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基于安全自适应强化学习的自主避障控制方法

中国科学：信息科学 2022年第9期52卷 1672-1686页

作者：王珂穆朝絮蔡光斌汪韧孙长银天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 中国运载火箭技术研究院研究发展部北京100076 东南大学自动化学院南京210096

障碍规避是无人机等自主无人系统运动规划的重要环节,其核心是设计有效的避障控制方法.为了进一步提高决策优化性和控制效果,本文在最优控制的设定下,提出一种基于强化学习的自主避障控制方法,以自适应方式在线生成安全运行轨迹.首先,... 详细信息

障碍规避是无人机等自主无人系统运动规划的重要环节,其核心是设计有效的避障控制方法.为了进一步提高决策优化性和控制效果,本文在最优控制的设定下,提出一种基于强化学习的自主避障控制方法,以自适应方式在线生成安全运行轨迹.首先,利用障碍函数法在代价函数中设计了一个光滑的奖惩函数,从而将避障问题转换为一个无约束的最优控制问题.然后,利用行为–评价神经网络和策略迭代法实现了自适应强化学习,其中评价网络利用状态跟随核函数逼近代价函数,行为网络给出近似最优的控制策略;同时,通过状态外推法获得模拟经验,使得评价网络能利用经验回放实现可靠的局部探索.最后,在简化的无人机系统和非线性数值系统上进行了仿真实验与方法对比,结果表明,提出的避障控制方法能实时生成较优的安全运行轨迹.

关键词：自主无人系统避障控制强化学习神经网络经验回放

基于慧鱼模型的多移动机器人编队避障控制算法研究与实验

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实验室研究与探索 2023年第2期42卷 135-141页

作者：朱晓林高诚辉洪玫福州大学机械工程及自动化学院福州350108

针对多移动机器人编队避障控制问题,提出一种适用于动、静态障碍环境中的编队避障控制算法。采用慧鱼模型搭建领航跟随多移动机器人系统模型,通过慧鱼ROBO Pro编程软件,实现编队避障控制程序设计,并完成了避障实验,验证了避障算法的有... 详细信息

针对多移动机器人编队避障控制问题,提出一种适用于动、静态障碍环境中的编队避障控制算法。采用慧鱼模型搭建领航跟随多移动机器人系统模型,通过慧鱼ROBO Pro编程软件,实现编队避障控制程序设计,并完成了避障实验,验证了避障算法的有效性。通过该算法的研究,可为未知环境下多移动机器人编队控制研究提供参考,将其应用到实验教学中,可开发出“两性一度”实验,更好地服务于学校“双一流”建设。

关键词：慧鱼模型多移动机器人领航跟随避障控制

基于路径参数一致的水下机器人编队与避障控制

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智能科学与技术学报 2022年第4期4卷 533-541页

作者：苏震刘殿勇孙达智梁霄珠海云洲智能科技股份有限公司工业发展部广东珠海519080 大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

面向大范围、自主化的水下协同作业任务,研究了基于路径参数一致的水下机器人编队与避障控制问题。首先,构建基于虚拟结构的机器人编队误差模型,将路径引导下的编队控制解耦为路径跟踪控制与路径参数同步。其次,考虑机器人与虚拟参考点... 详细信息

面向大范围、自主化的水下协同作业任务,研究了基于路径参数一致的水下机器人编队与避障控制问题。首先,构建基于虚拟结构的机器人编队误差模型,将路径引导下的编队控制解耦为路径跟踪控制与路径参数同步。其次,考虑机器人与虚拟参考点之间的路径跟踪控制,设计基于位置和速度误差反馈的个体跟踪控制律;考虑状态信息非全局已知的路径参数同步,设计基于路径参数一致的编队控制律;进一步考虑障碍物约束,利用人工势函数设计基于速度修正的避障控制律,实现机器人编队与避障控制。仿真结果表明,编队系统能够以期望队形跟踪给定参数化路径,且能够对障碍物进行有效规避。

关键词：水下机器人编队控制避障控制虚拟结构路径参数一致