基于扰动观测器的非奇异模糊滑模无人船编队控制

针对含有模型参数不确定性、外界干扰与抖振现象的无人船编队问题,提出了一种基于扰动观测器的非奇异模糊终端滑模编队控制方法。首先,将领航者–跟随者与人工势场法相结合,获得无人船的编队构型并保证无碰撞现象;其次,基于Lyapunov能量函数设计出模糊控制规则,消除了控制器中的抖振问题;进而,提出了一种扰动观测器来补偿未知动态和外界干扰,增强了系统的鲁棒性和稳定性。通过理论分析和仿真结果验证了所提控制方法的有效性。基于所设计的编队控制方法,无人船最终可形成期望的编队构型。     

离散广义准滑模控制基于扰动补偿趋近律

研究了一类非匹配不确定离散广义系统的准滑模控制问题。给出了带有扰动补偿的离散广义趋近律,消除了常规滑模控制中不确定项必须有界的限制,且不必满足匹配条件。所设计的滑模控制在有限时间内可达切换面,减小了准滑动模态带宽,有效地削弱了系统抖振,改善了系统动态品质。数值算例验证了该方法的可行性与有效性。     

基于无记忆状态观测器的多时滞不确定非线性系统的自适应控制

针对一类多时滞不确定非线性系统,研究了基于无记忆状态观测器的自适应控制问题.时滞状态扰动的上界未知,在控制中通过自适应律估计未知参数,并利用估计值设计了不依赖于时滞的无记忆状态观测器和控制器,基于Lyapunov-Krasovskii函数证明了观测误差渐近收敛到零.最后仿真结果说明了该方法的有效性.     

基于非线性干扰观测器的UUV反演滑模深度控制

针对水下无人航行器（UUV）在浅水海洋环境下的悬停作业需求,提出一种基于非线性干扰观测器的 UUV 反演滑模深度控制算法。首先,根据全驱动 UUV 的悬停运动特性,建立五自由度及解耦的垂荡通道动力学模型。然后,采用非线性干扰观测器（NDO）对时变海浪扰动与模型的不确定进行有效估计,并证明了 NDO 的指数收敛特性。根据 UUV 的标称模型及 NDO 对扰动状态的估计,采用反演思路,设计了反演滑模控制器。通过引入双曲正切函数取代不连续切换函数,改进滑模趋近律,进而降低滑模的抖振效应。根据 Lyapunov 理论证明了系统的稳定性。最后,通过仿真实验验证了该控制算法的有效性与优越性。     

基于改进Super-Twisting滑模与干扰观测器AUV控制方法

以X 舵智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)为研究对象,提出了一种改进 Super-Twisting 滑模与非线性干扰观测器结合的 AUV 控制方法。首先,对 AUV 进行了运动学、动力学以及 X 舵分配进行了建模;之后,按照 Super-Twisting 理论设计了 AUV 控制器;然后,考虑到原算法中符号函数引起的控制输出抖振现象,提出了基于 Sigmoid 函数的改进 Super-Twisting 控制器,考虑到未建模动态以及外部环境干扰,设计了非线性干扰观测器对集总干扰进行补偿;最后,通过仿真验证了所提控制器的有效性。仿真表明,在干扰影响条件下,所提方法能够在大幅降低输出抖振并保证良好的控制精度。     

含确定扰动的线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制

研究在外界持续干扰的动态特征已知的情况下,线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制问题。给出了前馈-反馈最优控制存在的唯一性条件,提出了前馈-反馈最优控制律的逐次逼近算法;通过截取最优控制序列解的有限项,得到系统的前馈-反馈次优控制律,并利用扰动观测器解决了其物理可实现问题。该算法容易实现,计算工作量小,且对外部持续扰动有良好的鲁棒性。仿真结果说明了算法的有效性。     

不确定中立型变时滞系统基于状态观测器的滑模控制

本文讨论了不确定中立型变时滞系统的滑模控制问题。首先,为了估计所要研究的不确定中立型系统的状态,构造了一个状态观测器,并设计了滑模控制律,以保证切换面的有限时间可达性。其次,基于Laypunov-Krasovskii泛函法以及线性矩阵不等式(LMI)等方法,给出了误差系统和滑模动力方程的渐近稳定性判据。最后,给出了一个数值算例说明了文本结果的有效性和可行性。     

含有控制时滞系统的输出反馈扰动抑制

研究在持续外界扰动作用下,具有控制时滞线性系统的动态输出反馈扰动抑制问题。首先利用模型转换将控制时滞系统转化为形式上无时滞的系统,通过求解Riccati方程和Sylvester方程,推导出前馈—反馈最优扰动抑制控制律。然后构造能同时预估状态和扰动的降维观测器,不仅解决前馈控制和状态反馈的物理不可实现问题,而且得到了近似于最优扰动抑制控制律的动态输出反馈扰动抑制控制器。仿真实例证明此控制律的有效性。     

水下机器人-机械臂系统的滑模自抗扰控制

针对水下机器人机械臂系统的强耦合、强非线性、复杂海洋多源干扰等因素影响,提出了滑模自抗扰控制器,将复杂系统模型转变为简单的积分串联系统,将内部参数不确定性、测量误差、建模误差和海洋多源干扰等扰动归结为总扰动,并采用线性扩张观测器对其进行估计并抵消。利用滑模控制器提高系统对参数摄动的不敏感性,增强控制系统的抗干扰性能,通过李雅普诺夫理论分析了控制系统的有界稳定性。仿真结果表明滑模自抗扰与传统滑模控制和自抗扰控制相比,能使水下机器人机械臂实现更好的轨迹跟踪,且系统具有更好的抗干扰能力。     

全姿态水下移动平台模式切换姿态控制研究

为了适应复杂海洋环境中多样性的观探测任务需求,本文提出了一种融合Argo浮标、水下滑翔机（Glider）和自治式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle,AUV） 3种工作模式的全姿态水下移动平台（All-attitude Multimode Underwater Vehicle,AMUV）。首先,基于3种水下移动平台的工作原理,建立了AMUV的六自由度动力学模型;然后,针对动力学模型中的非线性耦合特性及模式切换过程中的驱动位形变化等问题,基于比例、积分、微分控制器（Proportional Integral Derivative,PID）与模糊控制概念,设计了不依赖于数学模型的自适应模糊PID姿态控制器,实现了AMUV多模式切换过程中的姿态控制;最后,开展多模式切换控制仿真实验,将自适应模糊PID控制器与传统PID控制器仿真结果进行对比,并设计了全模式任务工况,仿真结果表明,本文提出的控制器能够精确和稳定地控制AMUV进行多种工作模式的相互切换。     

Development of A Three-Dimensional Guidance System for Long-Range Maneuvering of A Miniature Autonomous Underwater Vehicle

The present paper introduces a three-dimensional guidance system developed for a miniature Autonomous Underwater Vehicle（AUV）. The guidance system determines the best trajectory for the vehicle based on target behavior and vehicle capabilities. The dynamic model of this novel AUV is derived based on its special characteristics such as the horizontal posture and the independent diving mechanism. To design the guidance strategy, the main idea is to select the desired depth, presumed proportional to the horizontal distance of the AUV and the target. By connecting the two with a straight line, this strategy helps the AUV move in a trajectory sufficiently close to this line. The adjacency of the trajectory to the line leads to reasonably short travelling distances and avoids unsafe areas. Autopilots are designed using sliding mode controller. Two different engagement geometries are considered to evaluate the strategy＇s performance： stationary target and moving target. The simulation results show that the strategy can provide sufficiently fast and smooth trajectories in both target situations.     

基于T-S模型不确定时滞系统的保成本控制

针对一类基于T-S 模糊模型描述的具有输入与状态时滞的不确定系统,研究了保成本控制问题,得到了保成本控制律存在的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出了控制器的设计方法.最后仿真实例验证了该方法的可行性.     

基于ArcIMS的河情信息发布系统研建

黄河基本河情信息发布系统是使用ARCIMS开发的基于INTERNET/INTRANET面向用户提供流域自然地理、社会经济和治理开发等各方面信息以及地理信息基础设施建设情况的信息发布系统。详细地介绍了系统的总体设计,包括平台和技术路径的选择、系统的数据体系和发布流程、系统的结构体系等,并深入剖析了ARCIMS客户端请求/响应模型和基于HTML和JAVASCRIPT的客户端开发技术,在此基础上完成了对黄河基本河清信息发布系统的开发。     

“港口-腹地经济”复合系统协调发展水平评价——基于PLS通径模型的实证分析

文章在对港口与腹地经济耦合协调发展机理分析的基础上,构建了港口与腹地经济协同发展模型和"港口-腹地经济"复合系统指标体系,并采用PLS通径模型测度了2000-2014年环北部湾地区"港口-腹地经济"复合系统及其各子系统协调发展水平。研究表明:考察期间内环北部湾地区"港口-腹地经济"复合系统及其子系统协调发展水平呈现出逐步递增的态势,其中港口子系统增长较快,是复合系统协调发展水平增长的重要保证;湛江港口子系统及其复合系统发展水平明显高于广西北部湾其他3地区;4地区腹地经济子系统协调发展水平基本持平。     

Robust Optimal Output Tracking Control of A Midwater Trawl System Based on T-S Fuzzy Nonlinear Model

A robust optimal output tracking control method for a midwater trawl system is investigated based on T-S fuzzy nonlinear model. A simplified nonlinear mathematical model is first employed to represent a midwater trawl system, and then a T-S fuzzy model is adopted to approximate the nonlinear system. Since the strong nonlinearities and the external disturbance of the trawling system, a mixed H2/H∞ fuzzy output tracking control strategy via T-S fuzzy system is proposed to regulate the trawl depth to follow a desired trajectory. The trawl depth can be regulated by adjusting the winch velocity automatically and the tracking error can be minimized according to the robust optimal criterion. In order to validate the proposed control method, a computer simulation is conducted. The simulation results indicate that the proposed fuzzy robust optimal controller make the trawl net rapidly follow the desired trajectory under the model uncertainties and the external disturbance caused by wave and current.     

离散时滞网络控制系统的镇定研究

研究一类同时存在系统时变时滞和网络随机时滞的网络控制系统的稳定性问题。首先采用切换方法描述离散线性系统的时变时滞,而利用马尔可夫链描述网络随机时滞;其次,基于线性矩阵不等式形式和V-K迭代算法给出该系统的稳定性判据和控制器设计算法;最后通过仿真实例验证了该方法的有效性和可行性。