复杂涌流下水下自主航行器横滚抑制控制仿真

在复杂的海洋涌流背景下,水下自主推进航行器受到扰动较大,出现横滚导致控制稳定性下降,提出一种基于模糊PID扰动抑制的复杂涌流下水下自主航行器横滚抑制算法.构建在复杂涌流下的水下自主航行器运动状态模型,在航行器的纵向运动全包线内对横舵角、横滚角、回旋角等运动约束参量进行定常运动分析,采用模糊PID神经网络控制模型进行控制律的改进设计,结合Lyapunov稳定性原理进行横滚抑制和误差修正,实现控制算法改进.仿真结果表明,采用该控制算法进行复杂涌流下水下自主航行器横滚抑制控制,具有较好的输出响应跟踪性能,有效抑制横滚,提高了水下自主航行器的稳定控制能力,鲁棒性较好.     

舵机角度检测系统的设计与应用

舵机是水下航行器的重要执行机构,舵机角度检测系统的性能直接影响着水下航行器的运动控制性能,由于旋转变压器适应复杂恶劣工况条件的能力强,本文在水下航行器的舵机角度检测中采用了旋转变压器来实现舵角信号的精确测量,在给出旋转变压器工作原理基础上,提出系统的硬件设计方案,设计了RDC芯片AU6802N1与旋转变压器和单片机的接口电路,并成功应用在某型水下航行器上。实测舵机角度位置信号完全满足舵机控制系统的性能要求,并且该角度检测系统精度高、可靠性好,具有较高的应用价值。     

灰色PID控制在AUV横滚控制中应用研究

针对AUV航行环境复杂、模型参数摄动大、执行机构的饱和非线性等特点,采用灰色预测算法改进传统的AUV PID横滚姿态控制器,设计了灰色PID控制算法,以达到抑制和消除横滚的目的。仿真结果表明,灰色预测PID算法操舵平滑,控制速度快,鲁棒性和环境适应能力更好,完全能胜任AUV横滚姿态控制的要求。     

水下航行器高速机动非线性特性研究

在强机动条件下,水下航行器运动模型的解算可能会出现分岔、突变和多解等现象,对应于水下航行器的运动会出现失稳现象。针对这一问题,采用系统稳定性、稳定性判别及分岔等理论,以及解算高维非线性系统的延拓算法,研究了各项参数对水下航行器高速运动稳定性等非线性特性的影响,求出了产生分岔等危险情况的数值解。研究结果对水下航行器的实际操作控制可提供有益指导。     

基于MFA的水下航行器控制方法研究

水下航行器是一种典型的非线性和欠驱动系统,在工作环境中会受到风浪流等外界干扰,难以建立精确的数学模型.水下航行器系统的复杂性与不确定性给运动控制器的设计带来了挑战,因此,针对水下航行器运动控制所应用的方法进行分析,引入无模型自适应(Model Free Adaptive,MFA)控制方法,并完成仿真验证.仿真结果表明,...     

AUV方向和深度控制研究

AUV需要在各种水下不利环境下展现其性能,在各种复杂的海洋环境下具备高度的智能化,因此,对它的控制面临许多困难和挑战。此外,AUV的运动状态非常不规则,航行时会受到水动力学等许多不确定的外部干扰。为了对AUV进行精确的水下跟踪定位,必须设计一种新型的导航和深度控制系统。本文设计了两种控制系统:第一种是线性的,使用标准PID技术,而第二种是非线性的,采用自适应方法文中研究了自适应控制系统在水下航行器不规则运动模型的应用,仿真结果表明,非线性模式的控制系统比常规的PID方法具有更好的控制性能。     

水下航行器遥控遥测系统误码率分析

水下航行器的运作与水声信道特性有着密不可分的关系,所以水声信道的研究对提高水下航行器性能起着非常重要的作用。从理论上介绍了水下航行器通信系统,着重分析了同一水声信道采用不同的调制解调方式(2ASK,2FSK,2PSK)时水下航行器系统误码率和信噪比的关系,然后通过MATLAB建立了系统仿真模型,得到了信噪比对误码率影响的仿真结果,并与理论结果进行了比较,对研究和设计水下航行器通信系统有着实际的指导意义。     

基于总线的分布式水下航行器控制器设计

提出了一种基于CAN总线的分布式水下航行器控制器的设计方法,主要描述了其硬件总体设计方案和实现办法。控制器作为分布式控制系统的一个节点,与其他节点之间以CAN总线连接并形成网络,相互传输数据和控制命令,每个节点都有主控计算机,以实现计算任务的分散化。控制器以基于ARM架构的MCU为控制计算机,搭载隔离模块、CAN控制器和收发器、数据存储模块、I/O接口模块、RS232模块等电路。该控制器的特点是体积和功耗小,通讯功能强,可实现智能控制、数据采集处理,故障发现等控制功能。     

奥托-Ⅱ燃料加注智能控制系统优化设计

设计奥托-Ⅱ燃料加注智能控制系统,提高燃料加注过程的稳定性和加注量的准确性,提出基于嵌入式多线程总线控制技术的燃料加注智能控制系统设计方案,系统设计包括控制算法设计、硬件设计和软件开发三部分,控制算法采用模糊PID控制法进行加注系统的鲁棒性控制.采用嵌入式ARM Cortex-M0为核心处理器,结合单片机进行燃料加注系统计算机控制,硬件设计包括传感器模块、集成控制模块、AD模块和人机交互模块等.采用多线程总线控制技术进行程序加载,实现燃料加注控制系统软件开发.系统调试结果表明,采用该系统进行奥托-Ⅱ燃料加注的稳健性较好,人机交互性能较高,提高了加注的智能性和精准度.     

基于嵌入式技术的小型恒压控制系统的设计与实现

当前设计的小型恒压控制系统在恒压工作模式下的控制精度低,并且稳定性较差,存在明显的弊端。因此,设计基于嵌入式ARM处理器的小型恒压控制系统,系统的硬件以S3C2440芯片为控制核心,通过主控芯片的外围接口扩展硬件电路,采用具有细分控制技术的电机驱动器和S3C2440芯片的PWM定时器,对步进电机转速进行精密恒压控制。采用模块化思想设计系统的硬件模块,主要包括主控模块、存储模块、数据采集模块、电机驱动模块、通信模块等。系统实现部分给出了系统主程序流程,以及采用模糊PID智能控制算法实现恒压输出控制的过程。实验结果表明,所设计系统具有较高的控制精度和稳定性。