摘要：文章研究了双扩展卡尔曼滤波器(DEKF)下的无刷直流电机(BLDCM)无位置传感器控制策略。利用带有噪声的输入信号,设计了一种DEKF观测器以实时估计无刷直流电机状态和参数。在观测器中,2个扩展卡尔曼滤波器分别作为状态滤波器和参数滤波器同时运行估计系统状态和电机参数。在任意时刻下,当前参数估计值作为状态滤波器的一个已知给定输入量,与此同时,当前状态估计值也作为参数滤波器的一个已知给定输入量。所设计的观测器对参数变化、模型不精确、过程噪声和测量噪声具有较强的鲁棒性,在稳态运行和动态运行模式下都可以获得足够精度的BLDCM状态和参数估计值。仿真研究进一步验证了所提出控制策略的可行性和有效性。

摘要：研究了自主水下航行器的主从式编队控制问题,提出了跟随者仅利用领航者的位置及航向信息,而不利用领航者的速度、角速度和动力学模型信息的编队控制方法。根据领航者的运动状态及期望的编队队形推导出跟随者的参考路径,并仅利用领航者的位置及航向信息设计一虚拟航行器,使其轨迹与参考路径在有限时间内重合。考虑了水下航行器的参数不确定性以及海流干扰等特点,给出了跟随者的自适应变结构控制律,使得跟随者沿着虚拟航行器的轨迹运动,从而与领航者保持期望的距离,达到编队控制的目的。仿真结果表明所提出的算法是有效的。

摘要：在引入鱼雷导引禁区和鱼雷有利导引点的基础上，用模糊逻辑理论，提出了一种能自动实现现在方位导引和无干扰导引的混合导引律。该导引律通过两组误差信号和多目标规则库，使得鱼雷可在无干扰导引法和现在方位导引法之间自由切换，避免了传统方法需要人工切换的缺陷，所设计出的模糊导引律不受制导站、鱼雷、目标自由运动的影响。

摘要：研究了自主水下航行器(AUV)的路径跟踪问题,将跟踪控制问题分为导引和控制2部分。导引部分基于视线导引(Line of Sight)原理输出AUV的参考航向,针对AUV的参数不确定性及海流干扰等特点,航向控制器采用变结构控制律计算舵角控制输入,在此基础上,将航向控制器与路径跟踪控制器并行结合,构造了文中提出的混合型路径跟踪控制器。文章从理论上证明了控制律的稳定性,仿真结果表明,所设计的控制律可以保证AUV沿期望路径航行,路径跟踪误差快速收敛。

摘要：为了简化水下机器人的控制系统设计,实现良好的人机界面,本文提出了解耦三级递阶控制系统结构,它包括由任务脚本和任务解释器组成的任务级控制、位置/姿态级控制和执行级控制。采用这种控制结构,大大缩短了开发周期,提高了软件模块的可重用性。

摘要：本文以水以航行器一类控制系统为应用背景 ,着重研究了当故障系统状态维数n ,输入维数mf,输出维数rf 不满足mf+rf- 1≥n条件时的控制系统重构设计方法。通过在反馈回路中引入一动态补偿系统 ,将被控系统和补偿系统视为一增广系统 ,适当选择补偿系统的维数l ,使增广系统的n+l个闭环极点可任意配置 ,从而使重构后的系统性能尽量恢复到故障前系统的性能。这种方法的优点是 ,不论系统发生什么故障 ,只要故障后的系统可控、可观测 ,总可以通过引入具有适当维数的动态补偿系统 ,使增广系统的n+l个闭环极点可任意配置 ,从而达到重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前系统的性能的目的。同时这种方法可以保证重构控制系统的稳定性。

摘要：提出了一种自主水下航行器穿越雷区的路径规划算法。将路径规划分为全局路径规划和局部路径规划两个部分,建立了水雷分布的Voronoi图,采用遗传算法规划出初步的全局最优路径。自主水下航行器按照全局最优路径航行时,利用前视声纳作为探测仪器。根据所测得的障碍物相对于自主水下航行器的位置关系设计出一个模糊推理系统(FIS)求解其避障角度,完成局部路径规划。仿真结果表明了这种算法的有效性。

摘要：研究了主从式多无人水下航行器(UUV)协作系统的协同定位方式,并针对协同定位过程中存在的水声通信和探测时延问题,提出了基于主UUV航迹预测的无状态逆推的非等间隔实时更新(IIRU)定位方法,用于提高从UUV的协同定位精度.该方法采用统计建模方法对主UUV航迹进行预测,用于从UUV相对距离量测的实时更新,并基于非等间隔滤波,设计了针对不同类型传感器的实时滤波方法.仿真结果验证了所提定位算法在存在通信时延下的有效性.

摘要：文中在国内外学者的研究基础上,针对配备了矢量推进器的自主水下航行器,应用Backstepping方法,设计一种模型参考自适应控制器。最后通过仿真实验,证明该控制器具有鲁棒性,在未知因素干扰下,使得自主水下航行器的运动轨迹能达到期望轨迹。

摘要：针对电机控制中采用的PI调节器对电机参数变化及外加干扰时鲁棒差和无位置传感器控制实现困难等问题,在研究常规永磁同步电机矢量控制策略的基础上,将滑模变结构控制(VSSMC)和无迹卡尔曼滤波(UKF)引入该策略中,用VSSMC分别替代策略中速度PI控制器和2个PI电流控制器,同时利用UKF对电机定子直轴电流、交轴电流、负载转矩、转子位置和转速进行实时估计,提出了一种新颖的基于VSSMC和UKF的永磁同步电机无传感器矢量控制方案。仿真结果验证了新方案的正确性,所设计的VSSMC能有效调节转速和电流,其调节效果优于常规PI控制器,所设计的UKF观测器能准确估计系统状态,而且两者对系统参数摄动、外干扰、测量误差以及测量噪声都具有极强鲁棒性,系统的动、静态性能明显增强。