基于混合模糊P+ID控制的欠驱动AUV路径跟踪控制及仿真

针对欠驱动自主水下机器人(AUV)水平面路径跟踪控制问题进行研究。基于解析形式描述的单输入模糊控制器,提出了一种混合模糊P+ID控制算法。将其应用于欠驱动AUV路径跟踪控制中的趋近角跟踪控制,研究了控制器设计和参数调节方法,并采用小增益定理对基于混合模糊P+ID控制的趋近角跟踪控制系统的稳定性进行了分析。最后,采用欠驱动AUV非线性动力学模型进行仿真研究,结果表明基于提出的混合模糊P+ID控制的欠驱动AUV路径跟踪控制系统具有很好的鲁棒性和适应性,AUV能够精确跟踪预规划的航行路径。

一种水下机器人混合模糊P+ID控制方法

针对具有非线性动力学特性的水下机器人的运动控制,提出采用解析式描述的单输入模糊控制器取代常规数字PID控制器中的比例项,并保持原有常规PID控制器的结构和参数不变,得到一种混合模糊P+ID控制方法。研究了水下机器人混合模糊P+ID控制的参数调节方法,并采用小增益定理分析了引入模糊控制后的系统输入输出稳定性。采用水下机器人的非线性动力学模型进行了仿真实验,结果表明提出的混合模糊P+ID控制具有比常规PID控制更好的性能。

不确定性操作臂的混合模糊P+ID控制的实验研究

提出了一种机械臂的混合模糊控制策略 ,它由一个增量模糊逻辑控制器和传统的积分 微分控制器构成 ,简称FuzzyP +ID控制器 .与传统的PID控制器相比 ,设计FuzzyP +ID控制器时 ,只需多调节一个附加参数 .我们应用FuzzyP +ID控制器控制几何参数变化的两连杆机械臂EDDA ,EDDA的阶跃和跟踪控制的实验结果表明 :FuzzyP +ID控制器更有效和更鲁棒 .

驾驶员起步意图识别的P2.5插混单离合起步控制策略

为解决起步过程中车辆状态无法有效跟随驾驶员起步需求的问题,提出考虑驾驶员起步意图识别的起步控制策略。基于搭载双离合变速器(DCT)的P2.5插电式混合动力系统,分析系统结构及DCT单离合器起步过程,根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员操作得到驾驶员起步意图,将起步意图结合离合器状态参数推导离合器结合油压,控制离合器传递扭矩。结果表明:不同驾驶员起步操作下,车辆能有效识别驾驶员的起步意图,冲击度与滑磨功均满足相关性能指标。

基于混合模糊P+ID控制的升沉补偿系统

提出一种混合模糊P+ID控制算法,并将其应用于采用电控液压绞车的升沉补偿控制系统,使水下机器人在作业时不受母船升沉运动的影响.首先采用数字高通滤波器对惯性测量单元(IMU)获得的数据进行处理,计算出母船升沉运动的位移.然后推导出电控液压绞车系统的数学模型,并设计了基于混合模糊P+ID的升沉补偿控制器,根据母船升沉位移来控制液压绞车转动.最后通过仿真实验和物理平台实验验证证明了基于混合模糊P+ID的升沉补偿系统比常规PID系统有着更好的鲁棒性.

新型布缆船拖曳绞车控制系统

针对某新型布缆船拖曳绞车,设计了一种基于工业以太网和可编程逻辑控制器的拖曳绞车控制系统.为了提高拖曳绞车控制系统的智能化水平,开发了自动排缆系统和基于模糊自适应P+ID算法的恒张力控制器.将基于模糊自适应P+ID算法和基于传统PID算法的恒张力控制器进行了比较,仿真结果证明了本文设计的模糊自适应P+ID控制器要优于PID控制器.恶劣海况下的实际应用证明了本文设计的自动排缆系统和恒张力控制器的高效性和鲁棒性.

两轮自平衡小车启动暂态过程的研究

在两轮自平衡小车启动暂态过程中,小车站立姿态调整过程缓慢,存在震荡性和抖动性问题.结合模糊PID控制算法和积分补偿方案,实现对小车左右轮输出的电压进行优化控制,使小车能在较短时间内快速修正到直立状态.模拟和实验结果均表明:采用模糊PID算法和积分补偿相结合的优化方案后,小车启动过程的姿态变化更加平滑,动态倾斜角度的测量更加精准,震荡明显减弱.在小车从初始倾斜角度-4°调整到平衡0°时,采用模糊PID算法能提高系统的测试性能,缩短系统的修正时间,减小震荡范围,震荡峰值从常规PID算法的2.2°降为0.5°,超调量从55%降为12.5%.该研究应用在两轮自平衡小车上,可以提高乘坐的舒适性,减少因长时间进行姿态修正而产生的电力消耗.

驾驶员意图识别的P2.5插混构型双离合器起步控制

双离合变速器(DCT)在单离合器起步过程中,离合器片温升明显、滑摩功不均匀,严重影响其使用寿命。针对此种情况,基于搭载DCT的P2.5插电式混合动力构型,结合起步动力学分析,考虑驾驶员起步意图,提出了一种基于多层模糊控制的起步策略。根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员起步意图,结合起步意图推导离合器结合油压,控制传递扭矩,同时根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。结果表明:相比单离合器起步,双离合联合起步能有效平衡两个离合器滑摩功的同时,起步时间最高缩短12.6%,冲击度最高降低14.0%。