国家自然科学基金(51179038)
- 作品数：35 被引量：165H指数：8
- 相关作者：严浙平赵玉飞李本银陈涛迟冬南更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学中国人民解放军海军驻大连地区军事代表室更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程兵器科学与技术电子电信更多>>
- 改进粒子群算法在UUV航迹规划中的应用被引量：9
- 2013年
- 提出一种改进的粒子群算法,在粒子进化过程中将种群中粒子两个为一对,分成若干对.每次进化之后对每对粒子中的两个粒子进行比较,代价函数小的粒子作为较优粒子正常进化,代价函数大的粒子作为次优粒子,进化时速度变量按一定概率进行变异.通过测试函数对改进粒子群算法性能的验证表明改进粒子群算法具有较好的搜索精度、稳定性及搜索速度.将改进粒子群算法用于无人水下航行器(UUV)三维航迹规划中,仿真结果表明:利用粒子群算法寻找航迹规划代价函数最小点,得到下一规划点,从而实现航迹规划,取得了较好的效果.
- 严浙平邓超赵玉飞李本银
- 关键词：粒子群无人水下航行器航迹规划测试函数
- 基于数据重构的宽带相干源MVDR算法
- 2014年
- 研究了基于数据重构的宽带相干源最小方差无畸变响应(MVDR)算法,以采样定理为基础,将同一时刻不同阵元的输出看做是连续线列阵的采样,将时域的数据重构方法引入空间的阵元域数据,从而实现宽带相干源的方位估计,并提出了一种聚焦误差求取方法,用于分析宽带相干源MVDR算法的性能。计算机仿真了FFT插值法和数据重构法的方位估计结果,表明对于宽带MVDR算法,数据重构方法比起FFT插值法具有更好的分辨概率和更低的均方根误差。
- 卞红雨王珺琳
- 关键词：信号处理数据重构
- 一种基于导航误差空间的无人水下航行器路径规划方法被引量：5
- 2014年
- 无人水下航行器(UUV)的传统路径规划方法常忽略对路径安全有重要影响的导航误差约束。针对此问题,将导航误差引入环境模型中,提出一种基于导航误差空间(NES)的全局路径规划方法。NES综合自身位置、导航误差和环境信息,将随机导航误差转化为有确定代价的约束条件。提出符合实际导航特点的导航误差传递模型,并采用圆概率偏差(CEP)评估导航精度。目标代价同时考虑了路径长度和航行安全性等因素。运用改进A*算法进行路径搜索,获得最优路径。数字海洋环境仿真实验表明,提出的规划算法简便、快速,可有效降低路径的安全风险。
- 严浙平赵玉飞陈涛周佳加
- 关键词：无人水下航行器
- 基于积分滑模的欠驱动UUV地形跟踪控制被引量：5
- 2016年
- 针对参数摄动以及外界环境扰动条件下欠驱动水下无人航行器(UUV)地形跟踪控制任务,提出了一种基于反步法(Backstepping)和积分滑模控制方法(ISMC)的地形跟踪控制策略。首先,利用航行器的运动学特性以及局部Serret-Frenet坐标系,建立UUV地形跟踪误差方程。然后,分别采用反步法和ISMC设计运动学控制(制导律)和动力学控制器。利用有限时间稳定性理论证明该地形跟踪控制策略作用下的闭环运动系统为全局有限时间收敛的。仿真结果表明,所提出的地形跟踪控制策略可以有效地实现地形跟踪任务,并且对于参数摄动以及外界干扰具有很强的鲁棒性。
- 严浙平于浩淼李本银周佳加
- 关键词：地形跟踪参数摄动有限时间稳定积分滑模控制反推法
- 基于FlexRay总线的UUV通信系统设计与实现被引量：2
- 2013年
- 为满足水下无人航行器(UUV)对高质量通信的需求,将新一代FlexRay总线技术应用到UUV中,构成同步式分布控制系统,取代传统的CAN总线结构;采用飞思卡尔控制器和恩智浦总线驱动器,构建UUV通信网络节点,设计了基于双通道冗余通信方式的总线拓扑,根据UUV特定的控制节点进行了通信总线时槽分配;通过FlexRay总线的速率测试实验,分析了通信帧格式和通信周期结构;实验表明FlexRay总线通信速率可达10Mbps,通信时间可预测,能在重负载通信下为UUV控制系统提供实时可靠的信息。
- 严浙平于金冶张伟赵玉飞张龙海
- 关键词：UUV分布式控制系统网络节点
- 基于空时离散傅里叶变换投影的宽带旋转不变技术估计信号参数算法被引量：1
- 2013年
- 利用采样频率和频域数据的关系,对空时离散傅里叶变换(DFT)投影方法进行改进,并且讨论分析了采样频率对其解相干性能的影响,然后将窄带旋转不变技术估计信号参数(ESPRIT)类算法应用到宽带相干源方位估计中,提出一种基于空时DFT投影的宽带ESPRIT算法。仿真结果表明,适当地增加采样频率可以改善空时DFT投影方法的方位估计性能,并且比起快速傅里叶变换(FFT)插值法,空时DFT投影方法具有更加优越的方位估计性能。
- 卞红雨卞红雨
- 关键词：采样频率
- 用于水下目标跟踪的多特征融合PSOPF算法被引量：2
- 2013年
- 针对前视声纳的成像特点,研究了目标多特征提取、多特征与粒子群优化粒子滤波(particle swarm optimized particle filter,PSOPF)的融合方法,设计了以自适应加权特征值为适应度值的优化跟踪算法.该算法通过不断更新粒子群在搜索空间中的速度和位置,可实现粒子向高似然概率区域运动.对声纳图像序列进行水下目标跟踪实验,结果表明多特征融合PSOPF算法可有效控制粒子贫乏和发散,提高系统鲁棒性,在降低粒子数目的同时提高了跟踪精度,满足水下目标跟踪的要求.
- 刘立昕卞红雨
- 关键词：粒子群优化粒子滤波多特征融合前视声纳
- UTP/DR组合导航算法研究被引量：3
- 2014年
- 针对UUV水下作业时航位推算存在导航误差积累的问题,研究了水下应答器辅助航位推算组合导航算法。采用"当前"统计模型作为航位推算模型,更准确地描述了航行器的运动状态。利用水下应答器与航位推算算法相组合,对航位推算导航误差进行校正。为获得更好的滤波效果,采用平方根容积卡尔曼滤波算法作为组合导航系统的滤波算法,并将其与EKF滤波算法进行比较。仿真实验表明,平方根容积卡尔曼滤波算法较EKF算法具有更好的滤波精度;UTP/DR组合导航算法有效避免了因导航误差积累而导致的导航定位误差发散问题,获得了较好的导航定位效果。
- 严浙平邓超李本银赵玉飞
- 关键词：航位推算
- 基于模型的有限预测逆跟踪控制
- 2015年
- 针对水下无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)非最小相位的特性,提出利用有限预测逆方法实现其精确的跟踪控制.利用系统逆方法计算当前时刻t_c的有界的逆输入,需要已知所有未来时刻的理想输出信息.为了有效利用未来时刻的理想输出数据,并提高计算效率,提出将时间窗内理想输出的预测信息用于逆算法中,来求取控制输入值,从而实现对UUV的路径跟踪控制.有限预测逆方法是利用从当前时刻到未来T_p时刻内的理想路径来获得逆输入,可以实现在线控制.通过给定的精确逆输入与利用有限预测逆方法所求得的输入之间的误差,对参数T_p和m进行优化.通过实验验证了该方法的有效性,并对比说明了跟踪误差与优化参数T_p之间的呈指数递减的关系.
- 迟冬南严浙平赵玉飞
- 关键词：非最小相位系统
- 基于NGPC的UUV路径跟随控制被引量：2
- 2012年
- 针对水下无人潜航器(UUV)路径跟随问题,提出了一种基于模型的非线性反馈跟随控制方法.考虑UUV两输入、三输出的非线性跟随模型,选择与输出误差和控制误差相关的性能指标函数,利用基于最小化指标函数的非线性广义预测控制算法设计路径跟随器.针对UUV跟随模型简化后不确定性对路径跟随效果的影响,在控制闭合回路中提出了基于积分形式的水动力参数辨识方案,以减小路径跟随过程中规划路径和实际跟随路径之间的位置误差.最后,通过湖试验证了所提出方法的有效性.
- 严浙平迟冬南周佳加赵智
- 关键词：非线性模型跟随控制参数辨识预测控制
