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| 1 | 结合改进RBF与虚拟圆弧的船舶路径滑模控制显示文摘为解决欠驱动船舶路径跟踪中存在速度状态不易获取﹑外界环境干扰及内部模型不确定等问题,提出结合速度观测的径向基函数(RBF)神经网络滑模控制算法。并为改进RBF对未知项的逼近能力,引入反正切函数对RBF权值进行更新。为处理船舶速度不可测问题,基于双曲正切函数建立了非线性观测器。此外,为避免船在转向点处容易产生超调的情况,提出在路径衔接处根据转向角大小而设计可变圆弧的虚拟路径,以提高路径跟踪性能。最终对比仿真表明,在不需获取速度值的情况下,控制器仍能使船在时变干扰下准确地跟踪上参考路径,并提高了路径跟踪性能和RBF逼近性能,验证了所提方法的有效性。 | 李宗宣 卜仁祥 章沪淦 | 2021 | 西北工业大学学报2021，39，1： | 6 |
| 2 | 欠驱无人水面船有限时间自抗扰循迹控制方法显示文摘针对欠驱无人水面船在外界时变环境干扰和模型不确定影响下如何提高循迹控制性能的问题,提出了一种带漂角观测器的有限时间自抗扰循迹控制方法.首先,基于有限时间稳定性理论设计有限时间非线性干扰观测器,对时变大漂角进行在线估计,并结合视线法引导律(LOS),提出有限时间引导律(FLOS),提高引导系统的响应速度和鲁棒性,使得船舶快速收敛至期望路径,并稳定地沿着期望路径航行;然后,结合反步控制和二阶滑模控制进行有限时间控制器设计,将模型不确定性、时变环境干扰和虚拟控制量视为总扰动,对其进行观测并补偿,设计有限时间自抗扰控制器(FADRC),使纵向和艏向控制系统误差在有限时间内收敛至零附近;最后,通过仿真验证了提出方法的有效性. | 冯辉 胡胜 余文曌 魏跃峰 | 2022 | 华中科技大学学报(自然科学版)2022，50，4： | 1 |
| 3 | 基于变论域的无人艇航向模糊控制策略显示文摘模糊控制作为解决无人艇航向控制问题的有效方法,其固定的模糊规则和论域往往无法满足控制系统高精度要求。对此,提出了一种基于变论域理论的无人艇航向模糊控制策略。首先,建立了无人艇非线性数学模型,设计了非线性控制器;其次,根据常规模糊控制理论利用伸缩因子调整论域,伸缩因子的确定结合了函数和模糊控制思想,提高了模糊规则的适用范围,达到了自适应效果;最后,分别在无环境干扰和有环境干扰两种情况下,对比分析了常规控制、模糊控制、变论域模糊控制3种控制策略的航向跟踪效果。实验结果表明,将变论域模糊控制策略应用于无人艇的航向控制可以取得较好的效果,提高了系统的控制精度和自适应能力。 | 刘志强 叶曦 钱同惠 | 2022 | 江汉大学学报(自然科学版)2022，50，3： | 1 |
| 4 | 无人艇自适应航迹跟踪控制策略研究显示文摘针对无人艇航迹跟踪过程中操舵造成的速度损失以及转向导致的跟踪误差变大等问题,提出了一种自适应航迹跟踪控制策略。在制导环中,采用自适应接纳圆策略,根据各航迹段之间的夹角自适应调整航迹点的接纳圆半径,设计了自适应视线制导律,提高了无人艇转向时的跟踪精度;在控制环中,提出了基于模型预测控制的航向及航速解耦控制策略,该策略首先将航向模型与航速模型的耦合项视为时变扰动,提出了一种新的时延估计方法,然后通过航向控制器进行预测,最后在航速控制器中对时变扰动进行补偿,减小了速度损失。之后,通过MATLAB仿真平台对算法的可行性进行验证。实验结果表明,所提出的自适应航迹跟踪控制策略跟踪精度更高、收敛速度更快、抗干扰能力更强、能耗更少。 | 刘志强 叶曦 张志玮 | 2023 | 江汉大学学报(自然科学版)2023，51，2： | 0 |
| 5 | 可回转多桨推进无人船的运动建模与仿真显示文摘可回转多桨推进因机动性好、控制效率高成为无人船重要的推进方式,但其运动控制相对复杂,须对其运动模型进行深入研究。在可回转双桨电力推进船舶的研究基础上,根据船舶分离型运动建模方法,分析可回转四桨推进无人船的运动规律及其在纵荡、横荡和艏摇三个自由度上的作用力,建立可回转四桨船舶的推进与回转运动模型,导出无人船运动线性响应方程。选取了4种典型的螺旋桨组合工况:①仅船首两桨工作;②仅船尾两桨工作;③四桨同时工作;④仅右舷两桨工作。通过计算机数值仿真,对比了不同工况下无人船的回转能力。仿真结果表明,无人船在工况④下的回转能力最佳,回转半径约为8 m;在工况①下的回转能力最差,回转半径约为50 m。最后通过试验验证了该运动模型的有效性。 | 朱巡 高迪驹 刘志全 吴国栋 | 2022 | 中国航海2022，45，1： | 0 |
| 6 | 基于多策略免疫遗传算法的无人艇航向自适应控制显示文摘针对无人艇在真实水面环境下的航向跟踪控制问题,提出一种基于多策略融合改进免疫遗传算法(MSFI⁃GA)的无人艇航向自适应控制方法。首先,建立无人艇的二阶非线性运动模型和环境风浪流干扰模型。其次,提出一种基于多策略融合改进的免疫遗传算法,通过引入混沌初始化、向量角相似度及自适应差分接种等策略,改善基本算法收敛缓慢、易陷入局部最优的缺点;在此基础上,设计基于MSFIGA的无人艇航向自适应控制器及性能评价函数,以实现对无人艇控制参数的自适应优化。最后,通过对比仿真试验和在线仿真试验验证该方法的优越性和实用性。 | 陈卓 金建海 张波 包涛 周则兴 | 2023 | 船舶力学2023，27，9： | 0 |
| 7 | 无人艇航迹跟踪控制系统设计与验证显示文摘针对复杂湖面环境干扰下的无人艇自主航行控制问题,设计了一种有效的无人艇航迹跟踪控制系统。该系统从航迹跟踪控制算法、数据融合处理、上位机监控三个部分展开设计。在算法设计层面,将航迹跟踪控制问题分为外环和内环两部分,外环部分提出了一种自适应视线(line of sight,LOS)制导算法,以求解目标航向角作为航向控制器的输入;内环部分设计了无模型自适应比例积分微分(model free adaptive-proportion integration differentiation,MFA-PID)航向控制器,以实现无人艇稳定的航行。在数据处理层面,采用卡尔曼滤波算法对传感器信息进行融合,实现了对无人艇位置和姿态信息的准确估计。在监控层面,设计了一种可视化上位机软件,实时监测无人艇航行状态,保证航行安全。最后,利用实艇进行湖测实验,验证了该控制系统的有效性,结果表明该系统具备在内湖执行任务的能力以及应对复杂环境干扰的能力。 | 刘志强 卞涛 叶曦 刘彬 | 2022 | 科学技术与工程2022，22，30： | 0 |
| 8 | 基于POA和COLREGS的无人艇路径重规划方法显示文摘避碰能力是无人艇(USVs)自主技术的核心体现。为了提高无人艇高速避碰过程的稳定性和安全性,在全局路径规划层和实时避碰层之间增加路径重规划层,实时调整航路对远距离障碍物进行提前规避。针对障碍信息不确定条件下的无人艇高速避碰问题,提出了基于障碍投影区(POA)和国际海上避碰规则(COLREGS)的路径重规划方法,解决障碍信息不确定性问题的同时兼顾航行规则约束。在POA区域2侧同时搜索安全可达路径,结合前次路径重规划结果,提出定量评价函数选择最优路径,保证无人艇航行稳定性。在仿真平台下,对比避碰策略变化次数和避碰安全距离2项指标,3层避碰框架(2.632次,162.3m)明显优于2层避碰框架(7.239次,35.8m)。在实艇高速避碰实验中,设计对遇、交叉、超越等典型会遇场景,每种场景下避碰策略变化次数均控制在5次以内,避碰安全距离保证在100m以上。实验结果表明,基于POA和COLREGS的路径重规划方法能够兼顾安全性和稳定性。 | 狄伟 | 2019 | 交通信息与安全2019，37，3： | 0 |
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