一种基于自适应神经元的模糊变结构控制器

融合模糊控制、变结构控制和自适应神经元,提出了一种基于自适应神经元的模糊变结构控制器。该控制器选用时变开关超平面,利用自适应神经元在线学习模糊变结构控制规则,并采用模糊推理合成消除颤振。仿真结果证明：这种控制器动态响应快,超调小,无颤振现象,系统鲁棒性强。     

非匹配不确定非线性系统的反演变结构控制

讨论一类非匹配不确定的非线性系统的输出跟踪问题。结合反演(Backstepping)设计方法和变结构控制，提出了反演变结构控制策略。对存在非匹配不确定性和未知干扰的系统，设计的反演变结构控制器实现鲁棒输出跟踪，闭环系统在有限时间进入滑动模态。仿真算例证实理论结果。     

基于VxWorks的水下航行器组合导航系统设计

提出了一种在PC104硬件平台上,以VxWorks为实时操作系统的水下航行器组合导航系统设计方案;介绍了硬件组成原理,设计了基于联邦滤波器的数据融合算法,着重给出了基于VxWorks实时多任务软件的设计过程,包括软件层次设计和具体任务设计;由于采用了联邦滤波融合算法和嵌入式多任务实时操作系统,与传统的导航系统相比,设计的组合导航系统不但导航精度提高而且实时性大大增强;实验结论表明设计的组合导航系统高效可靠。     

基于距离量测的双领航多AUV协同定位队形优化分析

利用领航与跟随多自主水下航行器(AUV)间相对距离量测信息进行协同定位,可有效提高多AUV编队整体定位精度.针对多AUV编队队形对协同定位性能所造成的影响,利用Fisher信息矩阵(FIM)行列式的对数构建协同定位性能评价函数,并通过评价函数的最大化实现编队队形的优化.分析并验证多AUV编队含有两个跟随AUV及两个以上跟随AUV共圆情况下的最优队形,并利用梯度下降算法进行迭代搜索,从而获得两个以上跟随AUV不共圆情况下的优化队形.最后,通过仿真实验结果验证结论的正确性及队形优化算法的有效性.     

非匹配不确定非线性系统的自适应反演滑模控制

针对一类具有非匹配不确定性的最小相位仿射非线性系统,研究其在未知扰动作用下的调节问题。基于自适应反演设计方法和变结构控制设计了控制方案,实现不确定系统的鲁棒调节。与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性。     

激光陀螺捷联惯导系统中整周期采样的修正研究

在圆锥运动环境下,若抖动偏频激光陀螺采用整周期采样抖动解调方式,将会引起严重的捷联惯导姿态算法漂移误差。提出了在整周期采样电路上进行少许改动,就能作出有效改进的方法,并详细推导了线性外推修正的算法公式。仿真结果表明,当姿态更新采用等效旋转矢量二子样算法时,利用线性 抛物线外推修正的效果非常显著,它能有效抑制整周期采样造成的姿态算法漂移误差,达到与理想采样的漂移误差非常接近的程度。研究结果有利于拓展整周期采样的应用范围。     

水下航行器执行机构的故障诊断与容错控制

为了解决水下航行器执行机构的故障,提出低依赖性和高普适性的故障诊断与容错控制算法.故障诊断由检测、隔离和辨识3个阶段组成.首先,定义比例式、偏差式和常量式3种故障类型,设计相应故障观测器,在满足指数收敛性的前提下检测出故障.其次,基于故障估计与其微分的指数收敛性,建立故障函数,以方差最小为条件隔离出实际故障;然后,联立控制输入方程和故障估计,辨识出故障执行机构.在故障诊断和反馈控制的基础上,通过修正期望控制输入,实现满足闭环稳定性的容错控制.经水下航行器回坞仿真实验验证,所提故障诊断和容错控制算法可行且有效.     

鱼雷6自由度空间运动的矢量化模型与仿真

鱼雷是一个复杂的强耦合、非线性对象。以往的鱼雷运动方程由12个微分方程和3个几何方程组成,不便于在仿真中应用。该文根据动量定理和动量矩定理及运动学方程建立了鱼雷的矢量化6自由度空间运动模型,为仿真计算提供了方便。在此基础上利用MATLAB仿真软件建立了计算机仿真模型,其特点是按鱼雷运动方程的不同部分分别设计独立的模块,可读性高并易于修改。将该仿真模型与控制系统模型组成闭环仿真系统,结果表明该鱼雷仿真模型准确、高效,能够为鱼雷控制系统的设计、分析提供了良好的仿真条件。     

异时量测序贯处理的多AUV协同导航

利用多个体之间的相对信息提高个体的定位精度的协同导航是一个很值得探讨的问题。自治水下航行器（AUV）在移动长基线（MLBL）网络中获取各应答器的位置信息并解算出相对各应答器的距离量测后,再通过贝叶斯滤波算法集中式提高其定位精度。但是,集中式利用量测的方法没有考虑由于水下环境的宽广性和水下传感器的限制导致的声信号在AUV和应答器间的往返时间内AUV的移动和应答器间位置的差异所带来的影响。首先以并行滤波的形式总结了集中式扩展卡尔曼滤波（EKF）协同导航方法,并针对集中式利用量测的不利因素,提出了按照异时量测的产生顺序即时更新AUV状态的更有效的序贯EKF协同导航算法,最后在仿真中将两种处理方法进行了比较。     

湍流环境中多弱感知机器人气味源搜索算法

针对湍流环境中机器人空间感知能力的不足, 提出一种多弱感知机器人气味源搜索算法. 该算法建立了气味源位置概率分布的近似表达式, 机器人通过自由能最小化获得移动方向. 各机器人之间通过共享位置信息实现协同, 通过设定内部温度达到搜索过程中探索和利用的平衡. 仿真结果验证了所提出算法的有效性.