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Adaptive sliding mode backstepping control for near space vehicles considering engine faults 被引量:5
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作者 ZHAO Jing JIANG Bin +2 位作者 XIE Fei GAO Zhifeng XU Yufei 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2018年第2期343-351,共9页
A fault tolerant control methodology based adaptive sliding mode(ASM) backstepping is proposed for near space vehicle(NSV) attitude control system under engine faults. The proposed scheme combined adaptive backsteppin... A fault tolerant control methodology based adaptive sliding mode(ASM) backstepping is proposed for near space vehicle(NSV) attitude control system under engine faults. The proposed scheme combined adaptive backstepping with the sliding mode control strategy could guarantee the system’s stability and track desired signals under external disturbances and engine faults. Firstly, attitude mode description and the engine faulty model are given. Secondly, a nominal control law is designed.Thirdly, a sliding mode observer is given later in order to estimate both the information of engine faults and external disturbances. An adaptive sliding mode technology based on the previous nominal control law is developed via updating faulty parameters. Finally,analyze the system’s fault-tolerant performance and reliability through experiment simulation, which verifies the proposed design of fault-tolerant control can tolerate engine faults, as well as the strong robustness for external disturbance. 展开更多
关键词 fault tolerant control adaptive sliding mode(ASM) engine fault near space vehicle(NSV)
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Switching disturbance rejection attitude control of near space vehicles with variable structure 被引量:2
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作者 GONG Ligang WANG Qing DONG Chaoyang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2019年第1期167-179,共13页
A switching disturbance rejection attitude control law is proposed for a near space vehicle(NSV) with variable structure.The multiple flight modes, system uncertainties and disturbances of the NSV are taken into accou... A switching disturbance rejection attitude control law is proposed for a near space vehicle(NSV) with variable structure.The multiple flight modes, system uncertainties and disturbances of the NSV are taken into account based on switched nonlinear systems. Compared with traditional backstepping design methods,the proposed method utilizes the added integrals of attitude angle and angular rate tracking errors to further decrease the tracking errors. Moreover, to reduce the computation complexity, a rapid convergent differentiator is employed to obtain the derivative of the virtual control command. Finally, for disturbance rejection, based on the idea from the extended state observer(ESO), two disturbance observers are designed by using non-smooth functions to estimate the disturbances in the switched nonlinear systems. All signals of the closed-loop system are proven to be uniformly ultimately bounded under the Lyapunov function framework. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme. 展开更多
关键词 NEAR space vehicle (NSV) variable structure SWITCHED nonlinear system extended state OBSERVER (ESO).
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Adaptive functional link network control of near-space vehicles with dynamical uncertainties 被引量:5
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作者 Yanli Du Qingxian Wu Changsheng Jiang Jie Wen 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2010年第5期868-876,共9页
The control law design for a near-space hypersonic vehicle(NHV) is highly challenging due to its inherent nonlinearity,plant uncertainties and sensitivity to disturbances.This paper presents a novel functional link ... The control law design for a near-space hypersonic vehicle(NHV) is highly challenging due to its inherent nonlinearity,plant uncertainties and sensitivity to disturbances.This paper presents a novel functional link network(FLN) control method for an NHV with dynamical thrust and parameter uncertainties.The approach devises a new partially-feedback-functional-link-network(PFFLN) adaptive law and combines it with the nonlinear generalized predictive control(NGPC) algorithm.The PFFLN is employed for approximating uncertainties in flight.Its weights are online tuned based on Lyapunov stability theorem for the first time.The learning process does not need any offline training phase.Additionally,a robust controller with an adaptive gain is designed to offset the approximation error.Finally,simulation results show a satisfactory performance for the NHV attitude tracking,and also illustrate the controller's robustness. 展开更多
关键词 adaptive control system dynamical uncertainties partially feedback functional link network near-space vehicle.
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Research Progress in Aerospace Vehicles Propelled by Rocket-Based Combined Cycle Engines
4
作者 ZHANG Duo QIN Fei +1 位作者 WEI Xianggeng HE Guoqiang 《Aerospace China》 2016年第4期21-29,共9页
The research status on the development of RBCC engines and corresponding aerospace vehicles around the world was overviewed,and the technical and application characteristics of RBCC technology were summarized.New deve... The research status on the development of RBCC engines and corresponding aerospace vehicles around the world was overviewed,and the technical and application characteristics of RBCC technology were summarized.New development trends of combined cycle engines as well as space transportation were analyzed,and lastly,some suggestions on the development of RBCC and the relative aerospace vehicles were proposed. 展开更多
关键词 RBCC aerospace vehicle space transportation TSTO
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颠覆性技术政策—技术路线图框架构建与实证分析--以中国新能源汽车产业为例 被引量:2
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作者 胡雯 夏蓓丽 《科技进步与对策》 CSSCI 北大核心 2024年第2期25-34,共10页
在传统技术路线图的基础上,构建面向颠覆性技术及其新兴产业发展的政策—技术路线图框架,提出防御型、培育型、赋能型3类政策工具在用户需求、市场、产品、技术、参与者5个维度上的作用机制及其顺序逻辑。在此基础上,以中国新能源汽车... 在传统技术路线图的基础上,构建面向颠覆性技术及其新兴产业发展的政策—技术路线图框架,提出防御型、培育型、赋能型3类政策工具在用户需求、市场、产品、技术、参与者5个维度上的作用机制及其顺序逻辑。在此基础上,以中国新能源汽车产业为例,综合采用案例分析和荟萃分析方法,验证该框架的解释力。研究结果表明:政策—技术路线图框架从社会—技术系统转型视角阐释各阶段政策工具与颠覆性技术及其新兴产业发展间的互动演进规律,并提出早期阶段应以防御工具为主,侧重支撑知识空间形成;成长阶段应以培育工具为主,侧重建立良好利基功能;转型阶段应以赋能工具为主,通过适应性和转换性手段促使新旧范式平稳转换。 展开更多
关键词 颠覆性技术 技术路线图 新能源汽车 政策工具 荟萃分析
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考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电定价机制 被引量:3
6
作者 杨帅 戴朝华 +1 位作者 郭爱 叶圣永 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期190-200,共11页
为了平衡快速充电负荷空间分布,提高电动汽车用户充电满意度,提出考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电动态定价机制。首先,通过实际订单数据逆地理编码得到出行概率转移矩阵,结合路网模型和速度-流量模型建立电动汽车充电负荷... 为了平衡快速充电负荷空间分布,提高电动汽车用户充电满意度,提出考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电动态定价机制。首先,通过实际订单数据逆地理编码得到出行概率转移矩阵,结合路网模型和速度-流量模型建立电动汽车充电负荷时空分布模型;然后,考虑用户主观意愿,建立计及用户偏好的充电站选择决策模型,模拟用户对于充电站选择的理性决策行为;最后,以充电站节点负荷均衡性为目标,建立区域内快速充电站合作模式下的动态定价博弈模型,通过迭代算法求解均衡值,并利用Shapley值法对合作联盟所得剩余收益进行分配。仿真实例表明,所提快速充电站动态定价策略能有效降低充电站节点的负荷方差,提高充电桩利用率和充电站收益,并减小用户排队时间,提高用户满意度。 展开更多
关键词 电动汽车 快速充电负荷 快速充电站 动态定价 负荷空间优化 合作博弈 SHAPLEY值
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LSTM-based lane change prediction using Waymo open motion dataset: The role of vehicle operating space
7
作者 Xing Fu Jun Liu +1 位作者 Zhitong Huang Alex Hainenand Asad J.Khattak 《Digital Transportation and Safety》 2023年第2期112-123,共12页
Lane change prediction is critical for crash avoidance but challenging as it requires the understanding of the instantaneous driving environment.With cutting-edge artificial intelligence and sensing technologies,auton... Lane change prediction is critical for crash avoidance but challenging as it requires the understanding of the instantaneous driving environment.With cutting-edge artificial intelligence and sensing technologies,autonomous vehicles(AVs)are expected to have exceptional perception systems to capture instantaneously their driving environments for predicting lane changes.By exploring the Waymo open motion dataset,this study proposes a framework to explore autonomous driving data and investigate lane change behaviors.In the framework,this study develops a Long Short-Term Memory(LSTM)model to predict lane changing behaviors.The concept of Vehicle Operating Space(VOS)is introduced to quantify a vehicle's instantaneous driving environment as an important indicator used to predict vehicle lane changes.To examine the robustness of the model,a series of sensitivity analysis are conducted by varying the feature selection,prediction horizon,and training data balancing ratios.The test results show that including VOS into modeling can speed up the loss decay in the training process and lead to higher accuracy and recall for predicting lane-change behaviors.This study offers an example along with a methodological framework for transportation researchers to use emerging autonomous driving data to investigate driving behaviors and traffic environments. 展开更多
关键词 Long Short-Term Memory Lane change prediction Vehicle Operating space Waymo open data Sensitivity analysis
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随钻核磁共振仪器缩短回波间隔方法优化设计
8
作者 刘伟 张文秀 +1 位作者 陈文轩 廖广志 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期409-418,共10页
核磁共振测井是一种直接探测储层孔隙流体性质的地球物理方法,随钻核磁共振技术是在钻井过程中实时获得油气藏评价参数的技术方法.面对复杂油气藏中随钻核磁共振测量问题,通过缩短脉冲序列的回波间隔,可以减少仪器测量时间,能够获得快... 核磁共振测井是一种直接探测储层孔隙流体性质的地球物理方法,随钻核磁共振技术是在钻井过程中实时获得油气藏评价参数的技术方法.面对复杂油气藏中随钻核磁共振测量问题,通过缩短脉冲序列的回波间隔,可以减少仪器测量时间,能够获得快速衰减的短弛豫组分,实现储层孔隙结构的精细表征.本文提出了一种多级能量泄放方法,能够逐级降低天线品质因数,缩短天线恢复的死区时间,在不改变回波采集信噪比的情况下,实现脉冲序列的短回波间隔采集系统设计,并在随钻核磁共振测井仪器实验样机上进行了测试验证.测试结果表明,仪器回波信号信噪比良好,振铃噪声与回波信号区分明显,测试结果与模拟仿真结果一致,能够实现短回波间隔数据采集,验证了方法的有效性和实用性. 展开更多
关键词 核磁共振仪器 随钻核磁共振 回波间隔 驰豫组分
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液晶汽车仪表LED背光硬件电路分析与设计 被引量:1
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作者 李菲 张晓荣 《内燃机与配件》 2024年第3期93-96,共4页
为了使液晶汽车仪表的背光灯在受到外界电气干扰的情况下能够保持稳定的输出电流、亮度不发生变化,对已使用的三种汽车仪表LED背光电路进行了研究和分析,提出了一种稳定性较高的硬件电路设计——仪表LED恒流源电路。该电路可通过调节精... 为了使液晶汽车仪表的背光灯在受到外界电气干扰的情况下能够保持稳定的输出电流、亮度不发生变化,对已使用的三种汽车仪表LED背光电路进行了研究和分析,提出了一种稳定性较高的硬件电路设计——仪表LED恒流源电路。该电路可通过调节精密电阻值来调节LED背光灯的亮度,设计方案简单、调整电流便捷、成本较低,在液晶汽车仪表市场中具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 液晶汽车仪表 LED背光 瞬态抑制二极管 恒流源
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轨道车辆垂向轮轨力时域识别对比及其机器学习修正
10
作者 朱涛 吴佳欣 +3 位作者 王小瑞 肖守讷 阳光武 杨冰 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期247-257,共11页
为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向... 为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向轮轨力.其次,建立了Green函数法、状态空间法这2种时域法对应的动载荷识别模型,对状态空间法的初值误差进行了分析,并引入多项式拟合法修正其趋势项误差,进而对比分析了2种方法的计算精度和计算效率.然后,针对时域法存在的识别误差,提出采用NARX(nonlinear autoregressive models with exogenous inputs)模型对识别误差进行训练和预测,用于消减模型中存在的如响应观测不全与观测噪声等因素造成的影响,进而对时域法识别结果进行修正,提高识别精度.最后,通过一个10自由度轨道车辆垂向动力学模型,对方法的正确性进行了验证.研究结果表明:2种方法对轨道车辆垂向轮轨力均具有较高的识别精度,对于各轮对的识别精度各有优劣;在计算效率方面,状态空间法比Green函数法更优;经NARX模型修正的2种时域法对轨道车辆垂向轮轨力均具有很好的识别效果,识别值与正演值的Pearson相关系数大于0.99,为极强相关.基于NARX模型的机器学习误差修正方法可有效提高时域识别精度,可以为后续轨道车辆轮轨力预测提供参考,具有较强的工程运用价值. 展开更多
关键词 轨道车辆 轮轨力识别 Green函数法 状态空间法 NARX模型
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基于空间目标定向观测的飞行器导航方法研究
11
作者 熊凯 周鹏 魏春岭 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第3期11-22,共12页
本文主要研究基于定向观测星相机和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)信息融合的飞行器高精度导航方法.在已有导航方式中,惯性导航系统(inertial navigation system, INS)/全球导航卫星系统(global navigation satellite sy... 本文主要研究基于定向观测星相机和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)信息融合的飞行器高精度导航方法.在已有导航方式中,惯性导航系统(inertial navigation system, INS)/全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)组合导航在无线电信号拒止环境中存在性能下降的风险,传统INS/天文导航系统(celestial navigation system, CNS)组合导航能够抑制惯性测量单元中的陀螺漂移,但不能有效消除加速度计零偏的影响.针对上述问题,提出一种基于空间目标定向观测的飞行器自主导航新方法,在飞行器上配置星相机对星历已知的空间目标和背景恒星的视线方向(line-of-sight, LOS)进行观测,利用IMU进行状态预测,通过扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter, EKF)获得载体位置、速度和姿态的估计值,同时,对惯性器件测量偏差进行校准.设计了基于克拉美劳下界(Cramer-Rao lower bound, CRLB)的观测目标优化选取策略,通过空间目标可见性分析、导航系统可观度分析以及导航滤波器数学仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 飞行器 导航 空间目标 优化选取 卡尔曼滤波器
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气体引射对临近空间升力体飞行器气动力热影响
12
作者 李俊红 陈智 +1 位作者 靳旭红 苗文博 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1-9,I0001,共10页
针对临近空间高速飞行器的降热减阻需求,采用三维数值模拟手段研究了临近空间典型升力体飞行器气动力/热特性,分析了壁面气体质量引射对气动力/热特性的影响规律和作用机理。结果表明:壁面质量引射会略微增大激波脱体距离,对激波层和速... 针对临近空间高速飞行器的降热减阻需求,采用三维数值模拟手段研究了临近空间典型升力体飞行器气动力/热特性,分析了壁面气体质量引射对气动力/热特性的影响规律和作用机理。结果表明:壁面质量引射会略微增大激波脱体距离,对激波层和速度边界层有增厚作用,降低了边界层内的速度梯度,使得表面剪切力减小,从而具有较好的减阻效果。对于典型的升力体构型,在高度为60~70 km时,壁面质量引射减阻效率均不低于47.5%;在高度为80 km时,壁面质量引射减阻效率不低于10.2%;且壁面质量引射减阻效果随攻角增大而增强,随飞行高度升高而减弱。同时,壁面引射排出的低温气体对飞行器具有隔热保护作用,因此壁面质量引射能显著降低迎风面的热流,具有较好的降热效果。 展开更多
关键词 壁面质量引射 临近空间 升力体飞行器 降热减阻 气动力热
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融入智能网联汽车的混行交通流混沌特性
13
作者 梁军 杨航 +3 位作者 任彬彬 陈小波 陈龙 杨相峰 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期373-380,共8页
为了研究混行交通流混沌特性、辨析影响混行车队混沌程度的因素,在传统交通流理论基础上,利用Cao方法和改进的Cao方法确定混行交通流延迟时间和嵌入维数,对混行交通流序列进行相空间重构并通过计算最大Lyapunov指数判定其混沌特性.对混... 为了研究混行交通流混沌特性、辨析影响混行车队混沌程度的因素,在传统交通流理论基础上,利用Cao方法和改进的Cao方法确定混行交通流延迟时间和嵌入维数,对混行交通流序列进行相空间重构并通过计算最大Lyapunov指数判定其混沌特性.对混行交通流中智能网联汽车(intelligent connected vehicle,ICV)协同自适应巡航(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆比例及延迟时间关键参数进行影响分析.结果表明:在跟驰过程中车头间距序列的最大Lyapunov指数小于0时,混行交通流存在混沌;CACC车辆比例增加能够减弱混沌的时间区域,比如当CACC车辆比例达到0.6时,跟驰系统趋于稳定;CACC车辆的延迟时间对混沌的影响显著,保持低通信延迟才能发挥CACC车辆的作用,从而有效抑制混沌. 展开更多
关键词 智能网联汽车 混行交通流 混沌特性 相空间重构 李雅普诺夫指数
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无人驾驶车辆感知空间的构建及可感知性判别
14
作者 王晓飞 王子旗 +2 位作者 丁振中 郭月利 姚江贝 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期134-140,共7页
无人驾驶车辆的传感器代替人眼感知道路空间的信息,保障一定感知空间的可感知性,是无人驾驶安全运行的重要前提。因此,该文在国内外研究文献调研以及相关软硬件技术分析的基础上,分析了当前无人驾驶车辆感知技术的局限性,包括激光雷达... 无人驾驶车辆的传感器代替人眼感知道路空间的信息,保障一定感知空间的可感知性,是无人驾驶安全运行的重要前提。因此,该文在国内外研究文献调研以及相关软硬件技术分析的基础上,分析了当前无人驾驶车辆感知技术的局限性,包括激光雷达、摄像头和毫米波雷达等传感器的识别范围和特性;利用激光雷达和组合导航系统对道路的现实信息进行采集,进一步利用收集到的点云数据、定位信息、同步定位与建模算法构建无人驾驶车辆的三维感知空间,实现了道路的三维数字模型构建。同时在三维点云地图中进行测距能力、水平视场角和垂直视场角等参数数学表达模型构建,利用空间坐标变换方法,将传感器识别范围内的三维点云数据进行分离,并转换到统一的坐标系下。最后利用Delaunay三角化方法,构建出能够反映感知空间特性的三维模型,从而实现三维感知空间的可感知性的判定方法。为验证该文方法的实用性和准确性,利用实地采集的数据对算法进行了测试。测试结果表明,该文提出的方法具有良好的鲁棒性,能够在复杂的道路环境中稳定工作,可以准确评估无人驾驶车辆的感知能力。这一研究成果不仅为无人驾驶车辆的道路设计和安全评估提供了科学依据,也为无人驾驶技术的进一步发展和应用提供了强有力的技术支持。 展开更多
关键词 无人驾驶车辆 激光雷达 感知空间 道路安全
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面向“总师型”人才培养的航天飞行器设计课程创新建设
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作者 时圣波 龚春林 +3 位作者 苟建军 谷良贤 粟华 吴蔚楠 《高教学刊》 2024年第19期50-53,共4页
航天飞行器设计是航空宇航科学与技术相关专业本科生的专业核心课程,以培养“总师型”后备人才基本能力和素养为教学目标。航天飞行器设计涉及要素多、概念多、学科耦合强,强调综合性、系统性和创造性。该文讨论航天飞行器设计课程的四... 航天飞行器设计是航空宇航科学与技术相关专业本科生的专业核心课程,以培养“总师型”后备人才基本能力和素养为教学目标。航天飞行器设计涉及要素多、概念多、学科耦合强,强调综合性、系统性和创造性。该文讨论航天飞行器设计课程的四个主要教学难点,结合西北工业大学办学目标,详尽地阐述课程创新建设思路。课程在知识体系、教学方法、教学资源方面持续改革,构建“国防战略牵引-航天思政引入-工程案例分析-虚拟仿真强化”的创新教学模式,论述课程创新建设具体实施过程。通过多维度评价与反馈,课程创新建设效果良好,有力支撑总体专业骨干和总师后备人选培养。 展开更多
关键词 航天飞行器设计 “总师型”人才培养 系统工程思维 航天特色思政 全过程评价
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自适应地平线约束下的车辆三维检测
16
作者 王伟 赵春辉 +1 位作者 唐心瑶 席刘钢 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第3期909-915,共7页
目前较为常用的基于单目视觉的车辆三维检测方法是目标检测结合几何约束的方法,但是几何约束中消失点的位置对结果影响很大。为了获取更加准确的约束条件,提出一种基于地平线检测的车辆三维检测算法。首先,利用车辆图片获取消失点的相... 目前较为常用的基于单目视觉的车辆三维检测方法是目标检测结合几何约束的方法,但是几何约束中消失点的位置对结果影响很大。为了获取更加准确的约束条件,提出一种基于地平线检测的车辆三维检测算法。首先,利用车辆图片获取消失点的相对位置,将车辆图片预处理至合适大小;然后,将经过预处理的车辆图片送入消失点检测网络,获得消失点信息热力图组,回归出消失点信息,并计算得出地平线信息;最后,根据地平线信息构建几何约束,在约束空间内对车辆初始尺寸迭代优化计算精确的车辆三维信息。实验结果表明,所述地平线求解算法能够获得更准确的地平线,与随机森林的方法相比,曲线下面积(AUC)提升1.730个百分点;同时,所提地平线约束能够有效地限制车辆三维信息,与使用对角线和消失点约束的算法相比,车辆三维信息的平均精度提升2.201个百分点。可见地平线可以作为几何约束在路侧单目相机的场景下求解车辆三维信息。 展开更多
关键词 目标检测 车辆三维检测 钻石空间变换 消失点 地平线
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考虑通行方向利用率的交叉口感应式控制
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作者 卢毅 李媛 夏哲 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第1期50-58,共9页
为缓解城市出行延误中交叉口延误占比较大的问题,提高交叉口的通行效率,以标准的四相位交叉口为研究对象,提出了基于交叉口实时路况信息的感应式通行方向利用率信号控制方法。根据车辆空间占用率、交叉口通行效率、车头间距阈值于Pytho... 为缓解城市出行延误中交叉口延误占比较大的问题,提高交叉口的通行效率,以标准的四相位交叉口为研究对象,提出了基于交叉口实时路况信息的感应式通行方向利用率信号控制方法。根据车辆空间占用率、交叉口通行效率、车头间距阈值于Python中建立了交叉口相位决策优化模型。以长沙市某交通需求变化大的交叉口为例,通过Vissim 8.0建模,将感应式控制方法与传统的基于车流量的Webster控制方法在多种交通需求下进行仿真对比。结果表明:交叉口平均车辆延误在平峰、PHF15、拥堵交通需求下降低了3.21%、13.1%、4.17%;交叉口的车均延误降低率随着交通需求的增大呈先增后降的趋势。研究成果证实了感应式控制能适应较为广泛的交通环境,能有效降低交叉口车辆延误。 展开更多
关键词 交通工程 通行方向利用率 感应式控制 车头间距 车均延误
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复杂环境下DWA与RRT算法融合的AUV局部路径规划
18
作者 李娟 张子浩 张宏瀚 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期961-973,共13页
针对复杂水下环境下的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)局部路径规划问题,传统动态窗口法(dynamic window approach,DWA)存在复杂障碍物中陷入局部停滞,动态避障性能不佳等问题,本文提出了一种基于DWA与快速随机搜索... 针对复杂水下环境下的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)局部路径规划问题,传统动态窗口法(dynamic window approach,DWA)存在复杂障碍物中陷入局部停滞,动态避障性能不佳等问题,本文提出了一种基于DWA与快速随机搜索树(rapid-exploration random tree,RRT)算法融合的路径规划算法。改进的DWA算法速度空间根据整个动态窗口的周期生成,重设了评价函数并结合AUV任务环境引入洋流能耗评价函数;改进的RRT算法在局部已知空间内规划导引点,帮助DWA脱离局部停滞状态并实现更安全的动态避障。将2种算法融合,实现了AUV在复杂水下环境中的局部路径规划。仿真表明,该融合算法能够降低AUV在洋流中的能耗代价,解决了DWA在复杂障碍物中陷入局部停滞的问题,能够安全有效地躲避动态避障物。 展开更多
关键词 自主水下航行器 路径规划 动态窗口 快速扩展随机树 速度空间 评价函数 水下环境 动态避障
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基于COMGRU的AUV航路轨迹预测方法
19
作者 徐鹏 徐东 +2 位作者 李腾涛 赵宏瑞 赵佳媛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1384-1390,共7页
针对采用神经网络预测自主水下机器人航迹存在滞后性的问题,本文提出一种基于信息压缩的改进门控循环神经网络,用于水下自主机器人航路多步轨迹预测。该算法将水下自主机器人航行轨迹附近的障碍物位置信息、海流信息以及时空轨迹信息共... 针对采用神经网络预测自主水下机器人航迹存在滞后性的问题,本文提出一种基于信息压缩的改进门控循环神经网络,用于水下自主机器人航路多步轨迹预测。该算法将水下自主机器人航行轨迹附近的障碍物位置信息、海流信息以及时空轨迹信息共同构成的地理位置信息进行数据压缩处理,作为本文预测网络的输入,以提高网络训练效率。实验验证该算法减少了水下自主机器人航迹多步预测的滞后性且具有较高的准确率。 展开更多
关键词 水下自主机器人 航迹预测 门控循环神经网络 数据压缩 时空轨迹 多步预测 滞后性
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ICV跟驰模型优化及稳定性分析
20
作者 宋成举 张夏杰 程国柱 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2024年第5期819-822,共4页
针对智能网联车辆(intelligent and connected vehicle,ICV)跟驰建模中基于恒定车头时距的问题,文中在考虑可变车头时距下对期望车头间距做出了新的描述,优化ICV跟驰模型的车头间距模型结构.拟定了车辆跟驰行驶中期望车头时距的一般函... 针对智能网联车辆(intelligent and connected vehicle,ICV)跟驰建模中基于恒定车头时距的问题,文中在考虑可变车头时距下对期望车头间距做出了新的描述,优化ICV跟驰模型的车头间距模型结构.拟定了车辆跟驰行驶中期望车头时距的一般函数形式及适用范围,论证了基于所提模型的参数物理含义,理论推导了稳定态与动态两种交通流下的稳定性条件.在以前车为干扰条件下通过MATLAB数值仿真实验对比模型改进前后稳定性.结果表明:新的ICV模型具备比原ICV模型更良好的稳定性,且在0~33.3 m/s速度范围内均保持稳定,同时可以比原ICV模型更有效地抑制不稳定流的传播,更好地描述期望车头间距与车速的非线性关系,更加真实地反映实际交通流跟驰特征. 展开更多
关键词 智能网联车辆 跟驰建模 可变车头时距 稳定性 数值仿真
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