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单向拓扑下基于DMPC与改进APF的水面无人艇编队运动控制算法
被引量:
2
1
作者
黄雨杰
张子唐
+1 位作者
孙骞
李一兵
《无人系统技术》
2022年第6期1-11,共11页
多水面无人艇编队运动控制是多水面无人艇智能化的核心技术,也是当前研究的热点。重点讨论了编队部分成员无法获得编队平衡先验信息条件下的水面无人艇编队运动控制问题。首先,针对编队先验信息不平衡条件下无人艇编队保持困难的问题,...
多水面无人艇编队运动控制是多水面无人艇智能化的核心技术,也是当前研究的热点。重点讨论了编队部分成员无法获得编队平衡先验信息条件下的水面无人艇编队运动控制问题。首先,针对编队先验信息不平衡条件下无人艇编队保持困难的问题,将领航–跟随结构与分布式模型预测控制算法结合,通过设定通信优先级和单向拓扑结构,在分布式模型预测控制算法中引入假设状态空间和平衡状态空间,以实现部分跟随者无法获取编队平衡先验信息情况下的无人艇编队保持;其次,针对编队航行过程中障碍物规避安全性不足的问题,将改进的人工势场法与模型预测控制相结合,设计了无人艇自主避障控制器,提升了编队航行过程的安全性;最后,通过仿真平台对所提方案的可行性进行了验证。所提方法可以为进一步研究复杂环境下多水面无人艇编队运动控制提供参考。
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关键词
水面无人艇
编队运动控制
分布式模型预测
控制
领航-跟随结构
人工势场法
障碍物规避
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职称材料
面向动目标围捕的Multi-UUV编队协调控制研究
被引量:
1
2
作者
严浙平
杜朋洁
+1 位作者
侯恕萍
赵继成
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2015年第9期46-51,67,共7页
针对动目标围捕过程对Multi-UUV编队结构的灵活性要求较高的问题,基于欠驱动UUV的数学模型,在目标轨迹能够准确预测的前提下,改进了协调编队运动控制器。协调编队运动控制器的控制目标是在Multi-UUV编队跟踪并围捕动目标过程中,避免Mult...
针对动目标围捕过程对Multi-UUV编队结构的灵活性要求较高的问题,基于欠驱动UUV的数学模型,在目标轨迹能够准确预测的前提下,改进了协调编队运动控制器。协调编队运动控制器的控制目标是在Multi-UUV编队跟踪并围捕动目标过程中,避免Multi-UUV之间,UUV与障碍物以及UUV与动目标之间的碰撞并以稳定的编队结构围捕动目标。将控制器设计过程分解为运动学控制和动力学控制。在运动学控制部分,实现动目标跟踪、UUV之间避撞及UUV偏航角误差为零的控制目标。在动力学控制部分,应用反步法设计实际的控制输入。仿真案例验证了协调运动控制器在动目标围捕中的有效性。
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关键词
Multi-无人水下航行器(UUV)
动目标围捕
协调
编队运动控制
器
反步法
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职称材料
题名
单向拓扑下基于DMPC与改进APF的水面无人艇编队运动控制算法
被引量:
2
1
作者
黄雨杰
张子唐
孙骞
李一兵
机构
哈尔滨工程大学信息与通信工程学院
先进船舶通信与信息技术工业和信息化部重点实验室
出处
《无人系统技术》
2022年第6期1-11,共11页
基金
国防科技重点实验室项目(J2322010)
国家自然科学基金(51879055)。
文摘
多水面无人艇编队运动控制是多水面无人艇智能化的核心技术,也是当前研究的热点。重点讨论了编队部分成员无法获得编队平衡先验信息条件下的水面无人艇编队运动控制问题。首先,针对编队先验信息不平衡条件下无人艇编队保持困难的问题,将领航–跟随结构与分布式模型预测控制算法结合,通过设定通信优先级和单向拓扑结构,在分布式模型预测控制算法中引入假设状态空间和平衡状态空间,以实现部分跟随者无法获取编队平衡先验信息情况下的无人艇编队保持;其次,针对编队航行过程中障碍物规避安全性不足的问题,将改进的人工势场法与模型预测控制相结合,设计了无人艇自主避障控制器,提升了编队航行过程的安全性;最后,通过仿真平台对所提方案的可行性进行了验证。所提方法可以为进一步研究复杂环境下多水面无人艇编队运动控制提供参考。
关键词
水面无人艇
编队运动控制
分布式模型预测
控制
领航-跟随结构
人工势场法
障碍物规避
Keywords
Unmanned Surface Vehicle
Formation Motion Control
Distributed Model Predictive Control
Leader-follower Structure
Artificial Potential Field
Obstacle Avoidance
分类号
U664.82 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
面向动目标围捕的Multi-UUV编队协调控制研究
被引量:
1
2
作者
严浙平
杜朋洁
侯恕萍
赵继成
机构
哈尔滨工程大学自动化学院
哈尔滨工程大学机电工程学院
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2015年第9期46-51,67,共7页
基金
国家青年科学基金项目(No.51109043)
文摘
针对动目标围捕过程对Multi-UUV编队结构的灵活性要求较高的问题,基于欠驱动UUV的数学模型,在目标轨迹能够准确预测的前提下,改进了协调编队运动控制器。协调编队运动控制器的控制目标是在Multi-UUV编队跟踪并围捕动目标过程中,避免Multi-UUV之间,UUV与障碍物以及UUV与动目标之间的碰撞并以稳定的编队结构围捕动目标。将控制器设计过程分解为运动学控制和动力学控制。在运动学控制部分,实现动目标跟踪、UUV之间避撞及UUV偏航角误差为零的控制目标。在动力学控制部分,应用反步法设计实际的控制输入。仿真案例验证了协调运动控制器在动目标围捕中的有效性。
关键词
Multi-无人水下航行器(UUV)
动目标围捕
协调
编队运动控制
器
反步法
Keywords
moving-target hunting
coordinated formation motion controller
backstepping
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
单向拓扑下基于DMPC与改进APF的水面无人艇编队运动控制算法
黄雨杰
张子唐
孙骞
李一兵
《无人系统技术》
2022
2
下载PDF
职称材料
2
面向动目标围捕的Multi-UUV编队协调控制研究
严浙平
杜朋洁
侯恕萍
赵继成
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2015
1
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职称材料
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