国家高技术研究发展计划(2008AA092301-2)
- 作品数：10 被引量：41H指数：5
- 相关作者：万磊李岳明孙玉山张英浩何斌更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学武汉科技大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划中国博士后科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程更多>>
- 水下机器人的动态Petri递归神经网络控制方法
- 2012年
- 针对传统的水下机器人模糊神经网络控制器存在计算量大、抗环境扰动滞后等缺点,设计递归模糊神经网络控制器,通过在线的动态反馈增强水下机器人对环境变化的反应能力。并在网络的第三层即Petri层设计阈值,根据控制器误差的在线控制网络的学习和训练量,从而减少了模糊神经网络的计算量,提高反应速度。基于反向梯度传播原理,由能量函数设计了该网络的学习算法,并根据离散型李亚普诺夫函数确定了学习率参数,从而保证整个网络的收敛性。实验结果表明,该控制器能够提高递归神经网络的计算效率,减少控制误差,对外界干扰具有较强的鲁棒性,在水下机器人的控制方面取得了更好的效果。
- 黄海万磊庞永杰唐旭东
- 关键词：水下机器人动态控制递归神经网络模糊神经网络
- 一种基于注意力机制的AUV控制层指令理解方法被引量：1
- 2012年
- 为了更好地衔接水下机器人(AUV)规划层与控制层,参考Itti视觉注意力模型,提出了基于注意力机制的规划指令理解模型,建立了规划指令理解与再次规划环节.通过使用模糊推理的方法对指令元素特征、指令元素显著性进行分析处理,得到规划指令注意力聚焦;根据注意力聚焦进行再次规划,保证规划层关注的状态得到优先执行.仿真实验表明文章提出的规划指令理解环节实现了对规划层指令意图的获取,使规划指令得到更好地执行,有效地改善运动控制效果,提高了控制层的智能水平.
- 李岳明万磊孙玉山张国成
- 关键词：注意力模型
- 考虑剩余浮力影响的欠驱动水下机器人深度控制被引量：6
- 2013年
- 为了实现水下机器人带有剩余浮力影响的欠驱动深度控制,将垂直面控制划分为定速航行控制和深度控制.采用成熟的S面速度控制器保证速度控制稳定,着重解决深度控制问题.引入虚拟控制量,使剩余浮力影响下的深度偏差映射为目标纵倾角,通过设计俯仰控制器实现对目标纵倾角的跟踪.稳定性分析表明,所研究的欠驱动深度控制是稳定的,且对于参数估计的偏差不敏感.仿真实验结果表明,所提出的方法能够抵抗剩余浮力的影响,深度控制准确,并具有良好的鲁棒性.
- 李岳明万磊孙玉山张国成
- 关键词：水下机器人S面控制
- 广义S面的水下机器人控制器设计被引量：9
- 2009年
- 为了改善水下机器人的控制效果,进行控制器设计研究。设计一个板极模型控制器,并且对Sigmoid型S面控制器和板极模型控制器进行对比研究。在此基础上,提出广义S面控制器。该控制器体现了模糊控制的思想,具有PD控制的简单结构;与模糊控制相比,不仅细化了模糊规则,而且降低了参数调整的复杂度,减少了计算量。将两种方法应用于水下机器人仿真研究和海上实验。仿真及实验结果的分析表明,在同样参数设置情况下,选择收敛性较好的S型非线性函数代替Sigmoid型S面控制器中的Sigmoid函数生成的广义S面控制器具有更好的控制效果。
- 王建国吴恭兴万磊孙玉山王丽荣
- 关键词：S面控制SIGMOID函数
- 改进的模拟退火算法在水下机器人S面运动控制参数优化中的应用被引量：4
- 2013年
- 从模糊逻辑控制思想出发,借鉴PID控制的结构而设计的S面控制器,其控制方法调整参数少,是一种简单实用的水下机器人运动控制方法,但其控制参数需要手工调整。针对S面方法由于控制参数设置不当,严重影响水下机器人运动控制精度与效果的问题,提出一种基于改进的模拟退火算法来优化S面运动控制参数的方法。通过对初始温度的选择、退火算法、增加记忆功能、停止温度的设定等方面改进了模拟退火算法,利用该算法进行水下机器人S面控制器参数的寻优与优化,可以实现控制参数的自动调整。试验结果表明基于模拟退火参数优化的S面控制方法优于普通S面控制方法,具有更好的控制精度,更快的响应速度。
- 孙玉山李岳明张英浩万磊
- 关键词：水下机器人运动控制S面控制模拟退火
- 基于小波网络的水下机器人故障诊断研究被引量：2
- 2009年
- 由于水下机器人系统的复杂性、不确定性及强非线性等使得对其建模异常困难,采用一种最小调整的小波神经网络对其进行运动建模以获得理想的建模效果.通过该网络的自学习,调节小波函数的伸缩因子与平移因子以及网络连接权值,既能以任意精度逼近函数的整体轮廓,也能捕捉函数的变化细节,使得函数的逼近效果较好.对比模型的输出与实际传感器测量值来生成残差,通过分析残差特性来提取故障诊断判据,进而完成推进器故障诊断.完成了推进器故障诊断的仿真试验,仿真结果验证了该方法的有效性和可行性.
- 王建国吴恭兴万磊孙玉山姜大鹏
- 关键词：水下机器人故障诊断小波神经网络
- 非完全对称欠驱动无人艇全局渐近镇定控制被引量：6
- 2014年
- 研究一类非完全对称欠驱动无人艇全局渐近镇定控制问题,基于级联系统理论和李雅普诺夫理论实现了全局渐近镇定控制.将无人艇系统模型进行两次全局微分同胚变换,得到非线性级联系统的形式,使原无人艇系统的镇定问题简化为级联系统的镇定问题;基于李雅普诺夫稳定性理论和级联系统理论设计了镇定控制器并分析了其稳定性,实现了非完全对称欠驱动无人艇的全局渐近镇定控制.仿真结果验证了所研究方法和设计控制器的有效性和可靠性.
- 万磊董早鹏李岳明何斌
- 关键词：级联系统
- 深潜救生艇位姿控制系统研究被引量：2
- 2011年
- 从硬件和软件两方面详细论述了深潜救生艇试验载体的位姿控制系统体系结构.针对深潜救生艇在对接过程中对倾角能力的特殊要求,引入压载水舱和泵阀系统进行纵横倾调节,通过控制泵、阀的开关时间控制试验载体纵横倾的大小,使试验载体的纵横倾能力分别达到了30°和15°.为了解决试验载体在大倾角定位过程中的推力分配问题,将控制器解算得到的力(矩)转移到随体坐标系下进行分析,简化了推力分配的复杂程度.最后通过水池试验验证了整个位姿控制系统的可行性和可靠性,并对系统有待完善的地方给出了一些改进建议.
- 何斌万磊孙玉山李吉庆姜春萌
- 关键词：深潜救生艇位姿控制推力分配
- 基于重构容错的智能水下机器人定深运动控制被引量：7
- 2015年
- 为保证智能水下机器人(AUV)在部分运动执行器出现故障的情况下,仍可在一定深度下顺利完成相应任务,提出一种定深容错运动控制策略。该控制策略针对某型智能水下机器人垂向推进器的故障,从实用角度出发,基于重构容错控制思想,同时结合自抗扰控制(ADRC)方法进行具体的控制器设计和实现。该控制策略中包括两种定深控制器设计,分别为垂推正常工况下和垂推故障情况下的定深控制,试图依靠相关故障信息,通过重构替换实现容错控制。在仿真实验中,该控制策略于不同环境干扰下进行了相应测试,并与结合PID方法的定深控制器进行了比较。结果表明,基于重构容错控制思想,并结合自抗扰控制方法的定深容错控制策略不仅有效,同时具有更好的抑制干扰作用,从而可以为机器人提供更优的控制效果。
- 万磊张英浩孙玉山李岳明何斌
- 关键词：智能水下机器人
- 基于自抗扰的自主水下航行器地形跟踪控制被引量：7
- 2015年
- 为保证自主水下航行器在进行地形跟踪任务时,可以更好地抵抗外界环境及自身信号传输的干扰作用,提出一种基于自抗扰控制技术的地形跟踪控制方法,可以将地形跟踪转化为水下机器人的纵倾控制,并设计有运动保护机制。在仿真实验中,利用所设计方法,进行了三维运动仿真,模拟了机器人从水面到水下完成地形跟踪任务的全过程,并与基于PID控制方法的控制器进行比较。结果表明,基于自抗扰控制技术的地形跟踪控制方法能够准确完成预定任务,同时,相比于基于PID的跟踪方法,能够更有效地抑制干扰所造成的超调和震颤等现象,具有更优的控制效果。
- 万磊张英浩孙玉山李岳明
- 关键词：自主水下航行器
