导弹自主飞行编队的互定位方法研究

针对领航-跟随编队飞行控制模式以及领航弹具有惯导系统和精确目标传感器而跟随弹只有惯导系统的编队特点,研究采用特定的互定位方案和弹载传感器,解决导弹自主飞行编队的互定位问题,并仿真验证了导弹编队的互定位方法和方案的可行性.     

无人机集群编队控制算法实现

无人机的编队控制是无人机集群协同作业的关键技术。从工程实践的角度出发,比较了各种编队控制方法的优劣后采用领航—跟随法进行无人机的编队控制;选择比例—积分—微分控制器作为领航—跟随法的基础,以软件仿真的形式实现算法,使用不同的编队队形对领航— 跟随法进行了验证,实验结果表明该算法在队形保持控制上的可用性和稳定性。     

一种基于跟随领航法的多机器人的编队及避障控制方法

主要针对未知环境下多移动机器人的编队及避障问题,设计了基于跟随领航的编队及避障控制算法,使多机器人能保持一定的编队队形且无碰撞,并能使机器人在未知的局部障碍环境下也能够安全躲避障碍物,在通过障碍物之后依然能恢复之前的编队队形。对多机器人系统设计并进行仿真实验,实验结果表明,该方法对于实现多移动机器人的编队和避障控制具有良好的效果。     

一类基于自适应反馈控制的车辆编队研究

文中研究了基于生物刺激神经动力学方法的车辆编队控制问题。以编队车辆的运动学模型为基础,在跟随领航者体系下建立车辆编队系统动态模型。根据李雅普诺夫稳定性理论,设计出新的自适应反馈跟踪控制器,将车辆跟随问题转化为系统误差的控制问题,并运用仿真实验验证控制器的有效性。与现有的反馈跟踪控制器进行对比后可以看到,文中所设计的控制器在稳定性和收敛速度上有了进一步的提高。     

多移动机器人编队算法研究与实验验证

本文对目前常用的几种多机器人编队算法进行了分析和研究,设计并提出一种将领航跟随法、人工势场法和基于行为法等常用多机器人编队算法优点相融合的新算法。搭建了用来进行新算法的实物仿真验证的群体智能移动机器人系统,实现了群体机器人搜索目标、驶向目标、动态跟踪和实时避碰等一系列功能,验证了新算法的有效性。     

基于距离约束的单领航者多智能体编队控制

针对多智能体领航跟随策略提出了一种基于距离约束的编队控制算法,同时实现了编队保持与速度跟踪.多智能体系统由单领航者及两个跟随者组成,单领航者以一常值参考速度运动,追随者无法测量自身及其他智能体的速度.为了跟踪单领航者的速度以实现编队保持,针对追随者设计了一种自适应控制律以估计领航者的速度并使各智能体保持理想距离,基于Lyapunov分析与Barbalat引理证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提算法的有效性.     

一种改进RRT的多机器人编队路径规划算法

多机器人路径规划是机器人领域的一个热点问题,相比于单机器人路径规划,其算法难度和复杂度都有所增加,在规划时需要兼顾多机避障、相互协作等难点问题.本文提出一种改进快速扩展随机树的多机器人编队路径规划算法,用于解决多机器人在复杂环境下的编队路径规划问题.针对多机器人在编队规划中的位置约束问题,定义机器人之间的领航-跟随结构,并对机器人队形建模.针对规划过程中编队朝向变化问题,建立搜索树扩展方向与队形方向之间的联系,通过调整队形方向改变规划时的编队朝向.针对具有质点模型和非完整约束动力学模型两种不同模型的多机器人系统,分别进行了仿真实验.仿真结果表明该算法在处理多机器人编队路径规划问题时可以取得良好的效果.     

机器人编队方法解析

随着计算机技术及网络技术的不断发展,机器人学成为专家学者研究的热题。而机器人编队控制是机器人协调合作的基础问题。目前,机器人编队的控制方法主要有行为法、人工势场法、人工协调场法、领航-跟随法和虚拟结构法等。而这些方法往往在进行机器人编队控制过程中,不能独立使用,主要原因是各种方法在使用的时候都存在了缺点,当几种方法结合使用时,无论从稳定性、鲁棒性上都有所提高,可以达到更好的编队效果。本文将对几种常见的编队方法的优缺点加以解析。     

基于深度强化学习的无人机编队控制

针对无人机编队控制中无人机智能化程度不足、缺乏自主学习能力等问题,基于深度强化学习中DDQN算法设计无人机编队控制器,该控制器可同时控制速度与航向通道,使僚机能够自学习跟踪长机并保持编队,提高无人机智能化程度。为验证设计控制器的有效性,通过仿真将设计的DDQN控制器与传统PID控制器进行对比。对比结果表明,该控制器可有效形成无人机编队并满足编队要求,对无人机编队智能化控制进行了有效探索。     

无人机编队自适应鲁棒控制

针对固定翼无人机编队飞行过程中的参数摄动和不确定性问题,设计了一种领导—跟随编队自适应鲁棒控制方法。首先建立了领导—跟随编队模型和无人机运动模型,并对不连续投影自适应律的性质进行证明;然后设计内环鲁棒控制律对编队外环控制产生的指令信号进行跟踪,在鲁棒控制律的设计过程中,引入参数自适应律对参数摄动进行在线估计,设计自适应干扰观测器对不确定性进行观测和补偿,并选取李雅普诺夫函数进行了稳定性分析;最后仿真表明所设计方法能够有效实现无人机编队鲁棒控制。     

比例导引原理的三维模糊导引律设计

主要针对三维空间导弹拦截问题,基于比例导引原理设计了三维空间的模糊导引律.首先运用投影的方法将三维导引问题分别投影到两个平面中,将三维空间的运动分解为纵向平面和侧向平面两个平面内的运动.导引律的设计以模糊逻辑推理为基础,运用比例导引原理将竖直视线角速度、水平视线角速度、导弹与飞机的接近速度作为输入量,输出量分别是导弹加速度在oxy(纵向平面)、oxz(侧向平面)平面内的两个分量,模糊分区采用归一化的方法.经仿真验证,模糊导引的脱靶量和加速度均在理想的范围.     

移动机器人路径跟踪模糊控制系统设计及仿真

本文的主要研究内容是模糊逻辑在移动机器人已知全局路径的情况下通过对局部路径的分析进行轨迹跟踪运动中的应用。利用模糊逻辑在移动机器人运动控制中的优越性,结合驾驶员的丰富经验设计了移动机器人的模糊控制器,包括一个预瞄距离确定器和一个运动模糊控制器。设计出移动机器人运动控制进行仿真的方法及程序流程,对其进行计算机仿真验证控制...     

基于驱动量补偿的压电型微小机器人运动控制

为解决一种左右平行驱动式压电陶瓷微小机器人,由装配误差和压电陶瓷特性的不一致所带来的运动偏差,提出了一种基于驱动量补偿的方法对微小机器人进行运动控制.在详细分析微小机器人的stick-and-slip 运动原理的基础上进行实验设计,对左右压电陶瓷驱动器分别输入不同的驱动量,得到多个微小型机器人在横向位置上的位移偏差量.对所得实验数据用最小二乘法进行处理,并拟合出曲线,进而确定微小型机器人的输入驱动量的补偿值.实验表明,加入了补偿输入后,微小型机器人在相同步数下的直线前进运动中,横向的位置偏差减少为原来的6.1％.利用最小二乘法所得到的基于驱动量补偿的运动控制,能有效抑制微小机器人直线运动中横向位置的偏差.     

自由空间光通信精跟踪模糊控制系统的设计

针对空间光通信中捕获、瞄准和跟踪(ATP)技术的精跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,设计了基于前馈补偿的比例,积分和微分(PID)模糊控制系统,采用camera-link接口的高帧频CMOS相机和大规模FP-GA芯片设计了精跟踪处理控制平台,并将图像处理、前馈补偿和PID模糊控制等功能全部集成在FPGA芯片内部。实验结果表明,前馈补偿模糊PID控制具有更强的系统适应性,精跟踪系统带宽达到300 Hz,对大于100 Hz的高频振动频谱仍然有很好的抑制补偿效果,尤其对于低于60 Hz的主要扰动频谱具有很好的跟踪补偿效果,抖动压缩比达到90%以上,抖动均方差小于1 pixel,定位精度约为1μrad。     

A novel fuzzy friction compensation approach to improve theperformance of a DC motor control system

The compensation of friction nonlinearities for servomotor control has received much attention due to undesirable and disturbing effects that the friction often has on conventional control systems. Compensation methods have generally involved selecting a friction model and then using model parameters to cancel the effects of the nonlinearity. In this paper, a method using fuzzy logic for the compensation of nonlinear friction is developed for the control of a DC motor. The method is unique in that a single fuzzy rule is used to compensate directly for the nonlinearity of the physical system. As a result, the method introduces fewer adjustable parameters than a typical fuzzy logic approach while still incorporating many advantages of using fuzzy logic such as the incorporation of heuristic knowledge, ease of implementation and the lack of a need for an accurate mathematical model. The general approach, analysis and experimental results obtained for an actual DC motor system with nonlinear friction characteristics are presented and the effectiveness of the fuzzy friction compensation control technique is discussed. The smoothness of response, response times and disturbance rejection of a PI control system with and without the proposed fuzzy compensator are analyzed and discussed to illustrate the effectiveness of the proposed method     

考虑多变路况的机器人循迹优化教学实验

在教学中为了使学生更好的理解模糊控制理论,设计了在模糊控制下的机器人路径循迹优化实验,利用课堂教学与翻转课堂相结合的授课模式,展显智能控制的突出优势,同时也解决理论与实践相分离的问题。通过对模糊控制及传统PID控制下机器人对多复杂路径的跟踪循迹对比,加深学生对模糊控制的理解。实验证明,该控制方法不仅能降低系统的循迹误差,还可帮助学生更好的理解模糊控制理论。     

Research on point stabilization of a wheeled mobile robot using fuzzy control optimized by GA

A point stabilization scheme of a wheeled mobile robot(WMR)which moves on uneven surface is presented by using fuzzy control.Taking the kinematics and dynamics of the vehicle into account,the fuzzy controller is employed to regulate the robot based on a kinematic nonlinear state feedback control law.Herein,the fuzzy strategy is composed of two velocity control laws which are used to adjust the speed and angular velocity,respectively.Subsequently,genetic algorithm(GA)is applied to optimize the controller parameters.Through the self-optimization,a group of optimum parameters is gotten.Simulation results are presented to show the effectiveness of the control strategy.     

一种基于模糊逻辑的滚动窗口路径规划方法

在原有滚动窗口路径规划方法基础上,结合移动机器人与障碍物之间的距离、动态障碍物运动速度、移动机器人与障碍物和目标点的位置关系,提出基于模糊逻辑的滚动窗口路径规划方法。通过对算法的仿真,证明该算法的有效性。     

埋弧自动焊弧长模糊控制器

为满足埋弧焊过程弧长实时稳定控制要求,研制了以高速微处理为核心的微机控制系统和一套开关式的送丝调速系统。引入通过模糊目标隶属函数调节修正函数来调整模糊控制规则的模糊控制算法,设计了以模糊控制为核心的埋弧焊过程电弧智能控制系统。在实验的基础上讨论了模糊控制的修正函数对系统性能的影响,合理的控制参数直接影响焊接质量。实验表明,该系统采用模糊控制在焊缝成型以及过程稳定等方面都有较大提高。     

NLX230型模糊控制器及其嵌入式应用研究

美国NeuraLogix公司的单片集成NLX230型模糊控制器是一种可编程的超大规模模糊逻辑处理器,处理速度高达30M规则/秒,可广泛应用于过程嵌入式控制、模式匹配、人工智能、机器人及专家系统等.文中介绍NLX230的逻辑设计特点、工作原理、内部结构特性、工作模式和应用接口设计,最后举例说明了NLX230的应用.