摘要：利用加速度反馈技术和滑模思想,为一种特殊结构的水面船设计了无源非线性鲁棒观测器。该观测器考虑了模型中的科里奥利向心力矩阵,并对模型的不确定项和未建模动态具有一定鲁棒性。根据传感器测量的位置及艏向信息,观测器可以重构船舶的速度及慢变干扰力,并且能够滤除测量值中的噪声和高频数据,以减少执行机构的磨损,节省燃料。加速度反馈可以整定系统惯性矩阵,结合坐标变换可以从模型中消去科里奥利向心力矩阵,并得到结构相对简单的新的系统模型。该模型可以简化观测器的设计,其稳定性分析也比较容易。滑模技术可以有效地解决模型不确定性和未建模动态对观测器的影响,提高观测器的观测精度。仿真试验验证了观测器的有效性。

摘要：针对动力定位船舶的位置保持作业,基于侧推力最小原则,设计了艏向控制器和位置保持控制器.根据单摆在势场中的运动原理,利用滑模技术分别针对船舶的纵荡和艏向设计控制器,以使船舶与设定点保持固定距离,并且艏向始终正对环境力.研究了非线性无源状态观测器,对船舶的高频运动进行滤波并对船舶的运动速度进行估计,将状态反馈问题转换为输出反馈问题.仿真结果表明:该控制器无横向力输出,且转艏力矩很小,证明了该控制器的有效性.

摘要：针对含模型参数不确定和环境干扰的水面船动力定位控制问题,本文提出了一种基于事件触发机制的神经自适应控制算法。结合径向基函数神经网络和最小学习参数算法设计自适应项补偿环境干扰和模型参数不确定。设计的自适应项仅有3个在线学习参数,减少了传统神经网络自适应技术的参数学习个数。再结合动态面控制技术和事件触发机制设计动力定位控制器,其中引入一种事件触发机制降低控制器到执行机构的信息传输负担,同时降低执行机构的动作次数。使用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。通过仿真试验和对比分析验证了提出控制律的有效性。

摘要：对模型参数未知的欠驱动水下机器人,本文设计了海流中三维路径跟随控制器.该方法在无旋流的前提下,利用海流的运动方程,结合三维视线导航法和反步法,设计了控制器.通过死区方法估计模型参数,克服了参数漂移问题;针对海流未知情况,设计了海流观测器.最后通过Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差是收敛的,仿真实验验证了该控制方法的有效性.

摘要：研究在时变环境干扰和输入饱和约束条件下,基于状态反馈控制器的多无人水面船集群控制.首先,为了准确地估计时变的海洋环境干扰,提出一种有限时间干扰观测器;然后,为了处理执行机构的物理约束,采用一种辅助动态系统;最后,为了实现多无人水面船集群控制,设计一种状态反馈控制器.采用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性,仿真结果验证了所设计的状态反馈控制器的有效性.

摘要：针对船舶动力定位辅助锚泊定位(DPM)系统中速度不可测和外部扰动不确定的问题,基于传统的状态观测器的设计了一种有限时间状态观测器(FTSO),所提观测器可以同时对船舶速度和外部扰动进行估计.在船舶的建模过程中考虑了系统中的未建模动态项,并根据建立的数学模型给出了所提观测器的数学表达式.利用矩阵不等式、齐次理论和Lyapunov稳定性理论等证明了该有限时间观测器是半全局有限时间稳定的.对所提观测器进行了仿真验证,并与传统的状态观测器进行了对比实验,仿真结果表明所提观测器具有更快的收敛速度和更好的抗干扰性.

摘要：基于HLA的体系结构和基于成员的设计思想,对舰载机的飞行仿真系统进行了研究,建立了其对象类和交互类;在HLA基础上利用MultiGen Creator/Vega和VC++的虚拟现实仿真平台实现了舰载机飞行仿真全过程的可视化,论述了多自由度(DOF)三维模型的建立、真实海洋环境的配置和视景仿真系统的软件设计;分析了视景仿真中时空一致性的关键技术,给出了三维仿真结果。

摘要：针对动力定位船舶的工作环境及特点,设计了基于无源非线性观测器的反步滑模控制器。船舶在海洋中的实际运动包含低频运动和高频运动两部分。高频运动部分控制器是很难补偿的并且也不需要加以控制,因为它引起船舶作往复周期性的运动。为了克服这一问题,采用带滤波功能的非线性无源观测器滤除船舶位置和艏向中的高频成分,同时观测器还能够重构船舶的低频运动。由于船舶运动模型是非线性的,采用鲁棒性较强的反步法进行控制器设计。为了保证系统误差在有限时间内收敛到零,在控制器的设计过程中引入了滑模技术。仿真结果证实了控制器良好的控制效果和较强的鲁棒性。

摘要：针对船舶航向非线性系统,提出了一种基于自适应滤波反步法的终端滑模控制器.系统由二阶非线性野本模型和舵机响应模型串联组成,考虑了模型不确定性和外部干扰等未知项,并由模糊系统对未知项进行在线逼近.首先引入二阶低通滤波器,避免了对虚拟控制律的解析求导,从而简化了反步控制器的设计,而且滤波器的低通特性可大大减小测量噪声的影响;然后利用滤波反步法的结果设计了终端滑模面,并最终得到了使系统跟踪误差有限时间收敛的终端滑模控制器.根据Lyapunov理论证明了闭环系统所有误差变量均是一致最终有界的.仿真结果验证了所提方法的有效性.

摘要：针对未知环境干扰、未知执行器故障等多水面船协同控制问题,提出一种带有执行器故障的多水面船固定时间分布式滑模协同控制方法,可保证协同控制系统的全局固定时间的稳定性.首先,设计一种固定时间干扰观测器,用于估计集总扰动(包括未知环境扰动和未知执行器故障);其次,引入固定时间非奇异快速终端滑模面,可有效地消除系统的奇异性,改善系统的抖振;然后,提出一种基于固定时间非奇异快速终端滑模面和固定时间干扰观测器的分布式容错控制器,使得收敛时间上界与系统初始状态无关;最后,通过仿真实验验证所提出控制律的有效性.