摘要：针对自主式水下航行器非线性、强耦合、模型不确定特性以及复杂海洋环境下的未知干扰问题,本文提出了基于微分几何的精确反馈线性化的滑模控制方法。利用反馈线性化方法将非线性强耦合的航行器模型转换成线性模型,减少非线性航行器带来的系统误差;设计了比例积分观测器,完成反馈线性化模型在复杂海洋环境下的受到的未知干扰的精确观测;在比例积分观测器的基础上,设计滑模控制器,并提出了自适应可变参的方法来消除抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制器在未知外界扰动下的鲁棒性和稳定性。仿真结果表明,提出的控制方法有效,能够实现在复杂海洋环境下的自主式水下航行器时变三维轨迹的精准控制。

摘要：通过对比国内外深潜救生艇的研究现状,提出了新型深潜救生艇自动对接模拟试验装置的研制,用来解决海况比较恶劣、失事潜艇有较大的倾斜时的自动对接;对实验用的试验装置—BSAV-II进行了总体设计,包括艇内设备和裙口设备的布置;设计了用以实现BSAV-II六自由度动力定位控制与自动对接控制的测量系统和控制系统。通过水池试验成功实现了有流作用下的水下自动对接,验证了对接控制系统设计的正确性和救生可行性。

摘要：针对船舶在海上的定位和作业受到海洋环境的扰动力影响,其动力定位控制具有很强的非线性特性.本文基于自抗扰控制技术,设计了船舶动力定位控制器.该控制器通过非线性观测器估计出船舶运动速度和系统的总扰动,并采用非线性反馈进行补偿,实现对船舶的动力定位控制.通过仿真实验验证了控制器具有很强的抗干扰能力和鲁棒性.

摘要：针对带有任务约束且装配有多个推进器的动力定位船推力分配优化问题,提出一种全新的遗传-蝙蝠优化算法。该算法在遗传算法的基础上将种群分为两部分,一部分为保留的种群精英个体与蝙蝠算法有机结合进行优化;另一部分采用融入自适应策略的遗传算法进行优化。将该算法与所设计的带有任务约束的多维非线性推力分配目标优化函数相结合,通过仿真验证了所提出的算法可有效地解决在任务约束下的动力定位船多推进器的推力分配优化问题,在同一控制器作用下,通过与其他算法对比,该算法可获得更高的动力定位精度与更少的能量消耗,且推进器方位角变化波动小,稳定性强。可见,该算法可以有效解决带有约束的这一类多维非线性规划问题。

摘要：为了实现多艘船舶的同步运动,满足海上作业的需求,提出了基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步运动控制策略。建立了多艘船舶运动数学模型;建立了扰动观测器对未知扰动进行估计;在此基础上,为每艘船预先设定期望路径,并用有向图表示船舶之间的通信,将多艘船的同步运动误差引入到反馈控制器,控制多艘船舶实现同步运动;在多艘船的速度和加速度不可测的情况下,通过分别对每一艘船舶设计非线性状态观测器,进而得到多艘船的速度和加速度估计值;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的控制律的稳定性;通过仿真得出该同步控制方法可以很好地解决多艘船舶的同步运动控制问题。

摘要：概述了移动机器人常用的自主导航算法及其优缺点,在此基础上提出了强化学习方法。描述了强化学习算法的原理,并实现了用神经网络解决泛化问题。设计了基于障碍物探测传感器信息的机器人自主导航强化学习方法,给出了学习算法中各要素的数学模型。经仿真验证,算法正确有效,具有良好的收敛性和泛化能力。

摘要：针对全垫升气垫船运动非线性明显、可操纵性差,为改善操控水平,能够准确地按给定航向航行,设计了反演自适应动态滑模的航向控制算法。建立了三自由度全垫升气垫船平面运动数学模型,并给出了航向非线性控制模型。将反演方法与动态滑模相结合,设计新型切换函数,以实现航向的平滑、无抖振控制。最后,在不同外界扰动作用下进行了仿真,试验结果表明,所设计航向控制算法能够提高全垫升气垫船航向的控制精度,具有自适应性强、响应速度快、稳定性好等特点。

摘要：针对动力定位船定位作业时推进器、舵等执行机构的时滞问题,设计了一种根据时滞上界选取参数的鲁棒滑模控制器,以降低控制输入时滞对DP系统的影响.首先将多执行机构时滞简化为水平面三自由度的控制输入时滞,再将带有输入时滞的系统模型等效为状态时滞系统,然后针对未知有界干扰给出了带有时滞滑模项的鲁棒滑模控制律.在稳定性分析中,通过设计合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了系统稳定时控制增益的选取条件,证明了系统控制误差收敛于零.与传统的定位作业控制方法相比,该算法对时滞影响有一定的鲁棒性.仿真中利用PID和时滞鲁棒滑模控制算法,对比了船舶定位作业时的控制效果,说明了本文所提出算法的有效性.

摘要：针对自治式水下潜器(AUV)局部路径规划问题,基于虚拟势场理论研究,提出了虚拟力概念,并设计了一种改进型虚拟势场局部规划算法,解决了经典虚拟势场能算法中存在的零合力与U型障碍的局部极小问题:当AUV陷入局部极小时通过调用相应的逃避算法来摆脱局部极点。仿真结果验证了该算法对于克服虚拟势场能中存在的局部极点的有效性和可行性。

摘要：该文介绍了船舶动力定位控制系统的设计方法 ,研究了动力定位系统的分布式多处理机体系结构 ,提出了动力定位应用软件的层次化结构设计思想。基于多处理机的系统设计方案合理、并行度高、实时性好、可靠性高 ,可以很好地完成复杂船舶动力定位系统所要求的实时信息采集、数据处理、控制计算、推力分配、能源管理等任务 。