船舶横向运动鲁棒PID控制及优化

针对船舶横向运动控制特点,为达到航向舵控制航向同时达到减横摇的目的,提出了一种基于闭环增益成形和模糊优化算法的鲁棒PID控制器设计方法。根据具有工程实际意义的横摇和艏摇带宽直接构造出横摇、艏摇鲁棒PID控制器,并基于横摇与艏摇频谱,组合成横向控制器。由于用舵来减摇不可避免地增加了舵机的工作负担造成较大的舵机损耗,为此提出对横摇和艏摇控制器输出加入权重分配,采用模糊算法优化横向控制器权系数的方法,达到系统性能综合最优。仿真结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性,合理的权系数选择,不但可以达到降低舵机损耗的目的,而且提高了航向控制精度。该控制器设计简单,易于船舶横向运动控制的实际工程应用,具有一定的研究价值。     

动平台下双目视觉定位标定算法研究

研究空中目标定位优化问题,对于动平台下的双目视觉定位精度差.通过固定位置的两部相机拍摄图像的视差,获取目标位置信息,算法简单、精确.对静平台下相机标定参数进行调整,用新的旋转矩阵和平移向量取代静平台下的这些数据,降低动平台带来的扰动,同时解决了相机转动后需要重新标定才能获得相机内外参数的问题.最后仿真结果验证了改进后的双目视觉定位标定算法达到在平台转动情况下定位精确、算法简单、有效,为空间电影票定位优化设计提供了参考.     

船舶航向非线性H∞逆优化输出反馈控制

为抑制船舶航向非线性优化控制中模型参数摄动和由状态观测器引入的不确定观测误差,提出了一种非线性H∞逆优化控制算法.首先,基于无源理论设计观测器以实现海浪滤波,该观测器无需海浪扰动的方差信息从而减少了观测器参数数量.然后,考虑模型参数摄动对观测误差的影响,给出了描述系统局部(全局)性态的局部(全局)H∞优化性能指标.在以广义黎卡提方程(GARE)对局部优化问题的求解的基础上,应用逆优化方法将全局H∞优化问题转化为构造闭环系统的Lyapunov函数问题,得到同时满足两种指标的优化控制器,并证明了稳定性.仿真结果证明了该算法的有效性.     

一类具有执行器饱和的非线性系统抗饱和方法研究

针对一类具有执行器饱和的非线性控制系统, 提出了一种双环路的动态抗饱和补偿方案, 为执行器输出受限的非线性系统提供了新思路. 与现有结果相比, 所提方案能更好地改善闭环系统控制性能. 考虑执行器饱和约束, 通过优化执行器饱和发生前后控制器的状态误差的积分性能指标, 综合设计一类同时包含传统抗饱和及延迟抗饱和补偿器两个环路的改进抗饱和补偿器, 这类补偿器有效地抑制了饱和现象对控制器的影响, 从而降低了执行器饱和对控制系统性能的影响. 当系统存在高饱和度现象时, 利用该双环路抗饱和补偿器, 可以最大程度弱化饱和对系统性能的影响. 最后, 利用输入状态稳定 (Input state stability, ISS) 定理分析和证明了该闭环系统全局一致有界稳定. 并通过舵机执行器受约束的舵减横摇系统的仿真试验, 验证了该方案的有效性及优越性.     

光栅振动解调技术在输电线运动监测中的应用

实现对电力线运动状态的实时监测和预警为建设坚强智能电网提供了重要保障.文章介绍了国内外高压输电导线运动研究现状及监测技术并分析了其技术的不足.提出基于光纤光栅振动传感器解调技术的架空输电线运动状态监测方法,并给出基于此解调方法的输电线路运动状态监测系统的组网图,最后提出该解调方法和监测系统需解决的问题.     

光纤光栅传感器在电力电缆测温系统中的应用

温度监测是预防电力电缆大量使用引发事故的常规方法,通过对国内外4种常用电力电缆测温技术的分析,认为光纤光栅温度传感技术抗电磁干扰能力强,布置灵活,可实现多目标温度的快速准确测量;阐述了光纤光栅传感器的测温原理;实际应用表明,利用光纤光栅传感器监测电力电缆温度安全可靠、精度高、监测距离远.     

基于嵌入积分滑模策略的船舶运动控制

针对船舶模型的不确定和海浪干扰问题,为实现船舶航向控制,提出了一种嵌入积分滑模控制方法,此方法结合了积分滑模和嵌入滑模的控制思想。积分滑模是用来减小滑模函数的增益,嵌入滑模用来补偿系统匹配和不匹配的扰动。并利用基于极点配置的状态估计方法实现了对高频海浪扰动的滤波。最后进行仿真试验,结果表明设计的控制器具有船舶操纵的良好动态特性,具有超调小鲁棒性强的优点,更适合船舶航向控制的工程要求。