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摘要: 圆周合成孔径声呐通过对成像场景作360°圆周运动获得目标全方位观测信息,以实现水下目标三维高精度成像,其成像效果受无人搭载平台的圆周运动误差影响较大。针对这一问题,根据圆周路径推导设计了基于向心加速度的圆周运动非线性制导算法(Centripetal Acceleration based Nonlinear Guidance for Circular,CANGC),对圆周轨迹贴合度高,具有较高的控制精度。此外,还设计了基于模型预测控制算法的圆周运动控制律,具有较快的控制响应和较强的自适应能力。将两种算法较好地融合,可实现精准圆周轨迹跟踪。其中制导律的控制输出为偏航角速度,因此控制过程中不依赖于无人船磁力计测得的偏航角数据,可以在具有较强磁场影响的条件下使用。通过仿真实验验证了算法的优越性,本文所设计的算法跟踪精度比文献中的算法的跟踪精度高80.1%。通过湖上实验进一步验证算法效果,对于圆周运动有较高的控制精度。研究成果为圆周合成孔径声呐成像无人船平台研究提供了算法基础。
中图分类号:
乔文超1, 2, 聂伟民1, 2, 杜选民1, 刘本奇1, 叶天明1, 2, 杨天霖1. 用于圆周合成孔径声呐成像的无人船圆周运动精准控制方法(网络首发)[J]. 上海交通大学学报, doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.080.
QIAO Wenchao1, 2, NIE Weimin1, 2, DU Xuanmin1, LIU Benqi1, YE Tianming1, 2, YANG Tianlin1. A Precise Control Method for Circular Motion of Unmanned Surface Vehicle Used for Circular Synthetic Aperture Sonar Imaging[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.080.
[1] | 邱革非, 冯泽华, 沈赋, 何超, 何虹辉, 刘铠铭. 考虑车网互动的园区电网动态双层能量管理策略[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(6): 916-925. |
[2] | 张啸天1,何德峰1,廖飞2. 复杂环境及约束下舰载机自动着舰迭代模型预测控制[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(4): 712-724. |
[3] | 穆建彬,杨海丽,何德峰. 基于控制屏障函数的自主移动机器人安全编队分布式模型预测控制[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(4): 678-688. |
[4] | 蔡君蕾, 姚天成, 刘宏, 万立健, 万军, 樊翔, 赵永生. 新型双体无人测量艇静水阻力性能预报与航态优化[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(2): 166-174. |
[5] | 刘传斌, 矫文书, 吴秋伟, 陈健, 周前. 基于模型预测控制的风储联合电场参与电网二次调频策略[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(1): 91-101. |
[6] | 于特, 刘佳鹏, 吴超, 周畅, 周胜增, 王磊. 基于非线性干扰观测器的无人船与自主水下航行器协同运动控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(S1): 114-123. |
[7] | 姜恩宇, 陈宇, 施峥靖, 吴哲城, 林顺富, 李东东. 考虑碳配额引导需求响应的微电网能量管理策略[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1126-1136. |
[8] | 奚鑫泽, 邢超, 覃日升, 何廷一, 和鹏, 孟贤, 程春辉. 含双馈风力发电系统的配电网短路电流特性[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 921-927. |
[9] | 张晨宇, 孟帅. 基于模型预测控制的深海钻井立管再入井仿真分析[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(11): 1389-1399. |
[10] | 姜俊豪, 陈刚. 驾驶机器人转向操纵的动态模型预测控制方法[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(5): 594-603. |
[11] | 沈阳武, 宋兴荣, 罗紫韧, 沈非凡, 黄晟. 基于模型预测控制的分布式储能型风力发电场惯性控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(10): 1285-1293. |
[12] | 姚天成, 赵永生, 王红雨, 何炎平, 丁子龙, 池哲瀛, 蔡炜锴. 风光混合驱动长航程无人海空立体探测船研发[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(2): 215-220. |
[13] | 于特, 王磊. 基于协同控制的自重构平台算法及试验验证[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(11): 1493-1498. |
[14] | 李彪, 王立文, 邢志伟, 王思博, 罗谦. 飞机地面除冰资源协同控制[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(11): 1362-1370. |
[15] | 何德峰, 彭彬彬, 顾煜佳, 余世明. 基于高斯过程回归的车辆巡航系统学习预测控制[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(9): 904-909. |
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