时变漂角下USV直线路径跟踪控制器设计与验证

为了解决"蓝信"号无人水面艇在真实海洋环境中的直线路径跟踪的精确控制问题,在考虑到实际航行中存在时变漂角的情况下,设计并验证了一种基于LOS制导算法的无人水面艇直线路径跟踪控制方法。以"蓝信"号无人水面艇的操纵运动模型及辨识的参数为基础,将LOS制导算法与模糊自适应PID航向跟踪控制相结合,设计了一种考虑时变漂角的无人水面艇直线路径跟踪控制器,仿真结果验证了该方法的可行性。最后,通过蓝信号无人水面艇在大连海事大学凌水校区外部海域的实船实验,验证了该方法应用在实际工程中的正确性和有效性,降低了真实海洋环境下实际航迹跟踪过程中时变漂角对航迹跟踪控制精度的影响。

Arduino机器人巡迹走迷宫A^＊算法研究

在Arduino巡线小车机器人制作的基础上,结合C++语言完成了机器人小车向心迷宫搜索和A*迷宫求解过程.并研究了巡迹走迷宫机器人的制作方法及软件开发。具有开发灵活、易于实验的优点.

基于JIT的汽车混流装配线排产研究

为满足消费者对于汽车的日趋多样化和个性化的需求,JIT生产方式成为我国大多数汽车制造企业主要的生产方式。因不同车型的零件需求量不同,如要实现准时化的拉动生产就必须解决汽车混流装配线排产问题,以保证零件供应的平准化。本文以AA汽车制造有限公司为研究对象,根据其日生产计划建立汽车混流装配线排序数学模型,分别运用目标追随法、基于lingo软件的整数规划法、及模拟退火法3种算法对数学模型进行求解,比较其运行时间与结果,发现模拟退火算法求解全局最优解的能力优于其它两种算法,更适用于解决汽车混流装配线排产问题。

基于uC/OS-Ⅲ的巡线机器人多任务控制算法研究

巡线机器人能够代替人来做许多人类难以完成或者具有较高危险性的任务,故在工业生产中的应用越来越广泛。基于uC/OS-Ⅲ操作系统,以STM32F107型处理器为核心,采用光电检测电路采集路径信息,使用直流电机进行驱动,并分别比较PI算法、PID算法和模糊PID算法的巡线性能。结果表明,模糊PID算法能有效提升小车的稳定性,同时也保证了小车的巡线速度。3种算法按平均用时误差由大至小的排序为PI算法、PID算法、模糊PID算法。

基于在线聚类法的药物疗效评价模型研究

构造了CD4与HIV变化率的评价函数,运用在线聚类法对评价函数值进行聚类,确定了各个标准的阈值,通过建立分类器,可进一步预测治疗效果。在求解模型时采用leader-follower聚类算法,该算法针对在线聚类的特点,只对与新到样本最相似的一个聚类中心进行调整,与该样本无关的其他类的性质得到了保留。实验数据表明,与传统聚类算法相比,该算法达到了可塑性与稳定性的平衡。

无人艇自适应路径跟踪控制器的设计与验证

针对航行环境和船速变化下的无人艇路径跟踪控制问题,本文提出了一种基于变增益内模控制方法的无人艇自适应路径跟踪控制器。结合状态空间型船舶线性数学模型、差分GPS和电子罗经的数据实现对无人艇操纵响应模型的在线参数估计;建立基于变增益内模控制方法的无人艇艏向控制器,并根据计算出的无人艇操纵性指数在线调节控制器的参数;利用Line-of-Sight(LOS)制导算法设计并实现无人艇的自适应路径跟踪控制器。实船实验结果表明:在实际的航行环境中,该自适应路径跟踪控制器具有良好的控制性能。

一种基于电磁传感器的智能车循线算法

以飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛为背景,研究了电磁式智能车如何从有限的道路信息中提取车身与实际跑道中心的偏差.传统的计算方法是根据左右两个电感的电压值进行差值计算或者是归一化计算以此得到一个数值表示车体中心偏离跑道中心的程度.但是这些算法计算出来偏差都存在不够线性的弊端,对于需要依靠偏差来进行车体舵机转角和电机加减速的智能车控制系统来讲这是一个很大的问题.本文提出一种新的计算方法,从理论上通过Maple仿真证明了能够解决归一化算法和差值算法的弊端.通过实验证实算法的可行性.

基于电磁传感器的智能车循线算法

为了进一步提高在电磁轨道上寻迹的智能车信号检测系统的可靠性,将传统的基于电磁传感器的信号检测算法进行了改进。智能车安装3个电感,左右两电感判断智能车偏离轨道坐标的符号;中间电感借助感应电动势差比和判断智能车的偏离轨道坐标的大小。实践表明,该算法可靠,效率高,能使智能车稳定地循线行驶。采用新算法,轨道检测系统的单调工作区间能够大大地扩大至整个实数空间,结合PID算法能够准确计算出智能车舵机的偏角。

基于多种群遗传算法的水面无人艇航迹控制方法

针对水面无人艇(USV)的航迹控制问题,提出了一种由视线导向法和多种群遗传算法整定的PID航向控制器组成的航迹跟踪控制方法。该方法采用多种群遗传算法克服了传统遗传算法容易陷入局部最优的问题,增强了算法的全局寻优能力;并根据模型特点改进了适应度函数,使得对控制器性能的评价更加合理。与标准遗传算法和粒子群算法的对比仿真表明,多种群遗传算法在PID参数整定方面寻优能力更强、稳定性更高;同时,整定出的PID控制器针对不同的模型参数,均表现出收敛速度快、无超调、无稳态误差的优良特性。航迹仿真结果表明,设计的航迹控制方法能够有效跟踪给定航迹。

无人机固定时间路径跟踪容错制导控制

针对无人机存在外部环境干扰及执行机构故障情况下的固定时间路径跟踪容错制导控制进行研究,提出了固定时间收敛的视线制导控制算法,利用反步法及固定时间收敛的视线制导控制算法确保无人机路径跟踪误差在固定时间内收敛。通过在视线制导控制算法中引入指令滤波器及误差补偿器,避免反步法中虚拟控制量微分项的复杂计算。为了抑制制导控制过程中系统状态剧烈变化,引入障碍李雅普诺夫函数对偏航角速度误差进行限制。通过非线性固定时间观测器对不确定性进行估计补偿,消除执行机构故障及外部环境干扰等因素对跟踪性能的影响。仿真结果表明:所提算法具备有效性和鲁棒性,具有良好的路径跟踪容错制导控制性能。

一种基于多重判据的自动跟踪算法的实现

提出了一种基于多重判据的线状符号自动跟踪算法。该算法根据线状符号的三个特性，由多级灰度影像为基础抽取信息，以形成多重判据，由此可有效地跟踪线状符号。该算法在实际系统中得以实现，并在生产单位得以应用。