AUV控制系统规划层使命与任务协调方法研究

以地形勘查使命为背景,对AUV(自治式水下机器人)规划层使命与任务协调方法进行了研究．介绍了AUV控制系统的逻辑结构,采用分层Petri网对AUV规划层离散事件系统进行了建模,通过对向目标区域航行任务库所进行扩展阐述了任务规划层的分层Petri网模型．提出了一种基于改进RW离散事件监控理论的协调方法,分别阐述了AUV使命与任务规划层离散事件系统的监控与协调．最后,通过湖试试验验证了AUV规划层使命与任务协调方法的正确性．     

层次分析法在AUV智能决策中的应用研究

在海洋勘查使命中,AUV为了适应各种变化以完成使命必须进行智能决策并从多条恢复路径中选出最优者。为了寻求获得最优恢复路径的方法,分析了AUV智能决策的主要约束,建立了智能决策模型,基于层次分析法对AUV进行智能决策选取最优恢复路径的过程进行了定性的分析。仿真试验表明：AUV基于层次分析法所获得的最优恢复路径和专家的决策相一致,层次分析法能够有效解决多约束条件下AUV的智能决策问题。     

基于FPN的水下机器人智能控制中的协调级规划

针对海洋空间对接水下机器人作业过程用常规方法难以控制的情况,引入了分层递阶 智能控制方法;将模糊推理规则与佩特里网相结合的FPN（Fuzzy Petri Net）用于水下机器 人分层递阶智能控制的协调级规划中,使它能更好的反映出控制过程的事件驱动、时间驱动 和模糊信息等特性.     

基于组合EKF的自主水下航行器SLAM

针对标准扩展卡尔曼滤波(EKF)在噪声统计特性不准确、系统模型与实际模型无法完全匹配情况下滤波精度严重下降的问题,提出了一种基于Sage-Husa自适应EKF和强跟踪EKF组合的SLAM(同步定位与地图构建)算法.首先建立了AUV(自主水下航行器)的动力学模型、特征模型以及传感器的测量模型,然后通过Hough变换进行特征提取,最终采用组合EKF实现了自主水下航行器的同步定位与地图构建.海试数据仿真试验表明本文所提方法降低了噪声统计特性时变以及模型不精确对系统的影响,提高了SLAM系统的精确性和鲁棒性.     

模糊CMAC神经网络在潜艇深度及纵倾控制中的应用

潜艇近水面运动情况下的深度及纵倾控制问题是一种非线性控制问题,潜艇自身质量及航速的变化、以及外界不规则海浪使得控制系统难于设计.一种称为模糊CMAC的特殊神经网络被用于补偿潜艇动态模型的非线性部分,基于李雅普诺夫原理而推导出的在线学习算法用于更新FCMAC的权值.仿真结果表明,此控制策略能较好地解决控制系统中模型非线性部分的影响,在较大的工况变化范围内保持良好的控制性能.     

AUV控制系统规划层DEDS建模与仿真

地形勘查使命执行过程中,AUV(自治式水下机器人)控制系统的规划层对于AUV自主智能决策起到了至关重要的作用,对于AUV控制系统规划层进行DEDS(离散事件系统)建模与仿真研究可以使我们深入地了解并验证AUV自主能力.介绍了AUV控制系统逻辑模型以及监督控制理论,采用分层PETRI网对规划层进行了离散事件系统建模,采用了一种改进的RW离散事件监控方法对规划层模型进行了协调,通过对于任务库所的扩展,详细阐述了这种分层结构.采用一种半物理仿真平台,对模型的几种典型状态进行了仿真研究,最后通过一个具体的使命对AUV控制系统的规划层模型进行了仿真验证,仿真结果表明规划层模型能够正确协调各个任务,处理突发事件,指导AUV最大限度完成地形勘查使命.     

UUV水流观测数据融合与可视化技术研究

为了克服传统利用坐底自容式和水面船走航式ADCP测量水流方法的不足,研制了一套携带两台不同频ADCP的水流观测UUV系统.并针对UUV携带ADCP在水下测量水流时不能够实时接收到GPS信号,从而导致水流信息因缺失地理位置信息而变得不够准确和全面的问题,提出了一种UUV位置信息和水流数据融合的方法.首先采用多项式拟合和基于小波分解与重构方法对各数据源进行滤波处理,使水流数据的可信度提高;然后采用时间配准方式将舰位推算算法得到的UUV经纬度位置信息与观测的水流数据融合,得到了在大地坐标系下完整、准确的水流流场信息.此外,为了模拟出直观、形象的水流信息,采用插值与逼近相结合的方法实现了对水流流场的可视化表达.     

多线程在VC++串口通信程序中的应用

本文通过一机房监控系统程序中串口通信对多线程的应用来介绍Windows 9X／NT操作系统中多线程的应用和VC 对多线程的支持。     

全垫升气垫船四自由度运动仿真

为了研究全垫升气垫船的操纵性,建立了气垫船的运动仿真模型.通过船模风洞试验和平面运动机构试验分别得到了气垫船的空气动力系数和水动力系数,建立了空气动力和水动力数学模型;对各个方向的合外力进行合成,依照牛顿动量和动量矩定理,建立了全垫升气垫船的运动数学模型.利用冻结一解冻算法编制了气垫船运动仿真程序,并进行了操纵仿真试验,研究了气垫船的直线航行与回转运动的操纵特性.仿真结果表明所建立气垫船模型是合理的,所采用的算法是有效的.     

基于GM(0,2)模型的灰色PID自动舵设计

考虑到船舶航向控制系统模型中存在参数不确定和外界干扰不确定性,比较在不确定项影响下灰色PID控制算法优点和传统PID控制算法的缺点,利用野本模型作为船舶航向控制系统的模型,提出了基于GM(0,2)模型船舶航向灰色PID自动舵的控制算法,并且利用VC++.NET进行了仿真研究,仿真结果显示灰色PID设计的自动舵能够很好地控制航向。