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AUV目标跟踪的切换非线性适应控制设计理论与应用研究
  • 项目名称:AUV目标跟踪的切换非线性适应控制设计理论与应用研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:61174047
  • 申请代码:F030101
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:张利军
  • 依托单位:西北工业大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

本项目利用切换系统理论来研究自主水下机器人(AUV)三维空间目标跟踪问题,旨在提高控制算法的工程适用性。项目的主要工作是利用行为控制设计思想系统地研究AUV目标跟踪控制系统,力争统一已有的AUV目标跟踪控制工程设计的思想架构;建立切换非线性系统理论与行为控制设计策略的对应关系, 利用切换系统稳定性理论证明行为控制的科学合理性,弥补行为控制设计思想理论基础薄弱的不足;基于频域滤波技术,提出迭代滤波自适应Backstepping控制算法,提高不确定非线性函数的估计能力,该方法能够改善传统的Backstepping控制算法工程适应性差的问题;以AUV船体模型检测任务为例, 开发基于新算法的控制系统,并进行水池试验验证。该项目把工程适用性强的行为控制设计策略,非线性控制系统理论以及切换系统理论有机地结合起来,解决控制工程技术潜在的理论问题,具有重要的理论意义和工程应用价值。

结论摘要:

本项目利用切换系统理论来研究自主水下机器人(AUV)三维空间目标跟踪问题,旨在提高控制算法的工程适用性。项目的主要研究了利用行为控制设计思想系统地研究AUV 目标跟踪控制系统,给出了AUV 目标跟踪控制的统一架构模型;建立了切换非线性系统理论与行为控制设计策略的对应关系;基于频域滤波技术,提出了基于迭代滤波自适应Backstepping 控制算法,提高不确定非线性函数的估计能力,该方法能够改善传统的Backstepping 控制算法工程适应性差的问题;初步通过无船体情况下的水池实验论证了所提出的算法的可行性;还需要继续进行船体模型试验论证其可行性。探索性地研究了多个AUV 之间的协调控制的理论问题获得了协调控制与虚拟向导的函数关系。该项目把工程适用性强的行为控制设计策略,非线性控制系统理论以及切换系统理论有机地结合起来,解决控制工程技术潜在的理论问题,具有重要的理论意义和工程应用价值。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 36
  • 7
  • 0
  • 0
  • 0
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