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基于权重自适应更新径向基函数神经网络的水下游动机械臂镇定控制 被引量：2
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作者 孙非 曹宇赫 +1 位作者 崔特 任超 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-8,共8页
水下游动机械臂(underwater swimming manipulator,USM)是一种由水下蛇形机器人和矢量推进器组成的新型水下机器人。USM系统具有高度非线性、强耦合以及不确定性等特点,其动力学模型难以精确建立。因此,实现USM的高精度镇定控制存在挑... 水下游动机械臂(underwater swimming manipulator,USM)是一种由水下蛇形机器人和矢量推进器组成的新型水下机器人。USM系统具有高度非线性、强耦合以及不确定性等特点,其动力学模型难以精确建立。因此,实现USM的高精度镇定控制存在挑战。针对这一问题,本文基于反馈线性化和自适应径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN),设计了一种动力学控制方案以实现USM的镇定控制。首先,介绍了USM平台结构,基于Lagrange方程给出了USM的动力学模型,并推导了USM的矢量推力系统模型。然后,设计了基于反馈线性化和RBFNN的动力学控制器,并通过反步法自适应更新RBFNN的权重。其中,权重自适应更新RBFNN用于实时估计系统未建模部分、参数误差以及外部扰动,从而对动力学控制器进行补偿。此外,为了将动力学控制器提供的广义力和力矩转换成各个执行器的控制输入,给出了推力分配策略。最后,进行了湖泊实验,分别对USM的I构型和C构型镇定控制,文章所提出的控制方案在两种构型下的稳态误差均小于0.08 m和10°,验证了所提出的USM六自由度镇定控制器的有效性。 展开更多
关键词 水下游动机械臂 动力学建模 反馈线性化 径向基函数神经网络
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基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的USM六自由度镇定控制
2
作者 孙非 崔特 +1 位作者 曹宇赫 任超 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期311-318,共8页
水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基... 水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的控制方法。首先建立了USM的动力学模型;其次,考虑到USM强非线性和强耦合性的特点,对动力学模型反馈线性化后设计了PD控制器,并引入了模糊控制逻辑调整控制器的参数;同时为减少建模误差和实际水下环境存在各种不确定干扰对控制效果的影响,设计了一种自适应扩张状态观测器来实时补偿模型的不准确性和外扰。最终,在湖中实验测得,所提方案6维均方根误差(RMSE)为0.425 2、0.166 8、0.168 5、0.267 4、0.117 4、1.003 3,较之传统方案有明显的提升,证明了所提方案的有效性。 展开更多
关键词 水下游动机械臂(USM) 反馈线性化 模糊控制 自抗扰 自适应扩张状态观测器
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中能区重离子碰撞中椭圆流的动力学产生机制分析 被引量：2
3
作者 崔特 刘玲 +2 位作者 李鹏程 王永佳 李庆峰 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2021年第8期48-54,共7页
近年来,椭圆流(v2)作为研究重离子碰撞动力学过程的重要观测量之一而备受关注.本文基于极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型,反向追踪反应末态处于中心快度区(|y0|<0.1)的核子的演化过程,探究这些核子的v2随时间的变化.通过分别记... 近年来,椭圆流(v2)作为研究重离子碰撞动力学过程的重要观测量之一而备受关注.本文基于极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型,反向追踪反应末态处于中心快度区(|y0|<0.1)的核子的演化过程,探究这些核子的v2随时间的变化.通过分别记录这些核子在平均场、核子-核子碰撞作用前后的v2来探究这两部分对v2产生的影响.以入射能量为每核子0.4 GeV、碰撞参数为5 fm的Au+Au碰撞为例,计算结果表明平均场对中心快度区核子的v2的贡献大约占30%,而碰撞对它的贡献约占70%.此外,还发现不考虑碰撞项中的泡利阻塞效应时给出的v2比考虑泡利阻塞效应时的要大10%左右. 展开更多
关键词 重离子碰撞 椭圆流 平均场 核子-核子碰撞
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