波浪滑翔器的动力学建模与自主控制方法研究

批准号:
51879057
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李晔
依托单位:
学科分类:
E1102.船舶工程
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
张磊、李岳明、张强、曹建、王磊峰、李一鸣、张蔚欣、潘恺文、范佳佳
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中文摘要
波浪滑翔器作为一种波浪能推进的新概念海洋航行器,在大范围、长时间、低成本的海洋监测中具有极大优势。本研究针对波浪滑翔器的机动性与自主性问题,重点开展波浪滑翔器的动力学传动机理研究,考虑系索张紧放松状态对动力学特性的影响,建立分时段精细化的多体系统动力学模型;考虑波浪滑翔器独特的多体结构对控制特性的影响和波浪滑翔器工作环境跨度大的特点,探究多体艏摇信息融合自适应控制方法;考虑波浪滑翔器受海流干扰严重而自主机动性较弱的特点,分析海流干扰对波浪滑翔器航迹跟踪的影响机理,建立全局预测海流场和自主驱动航速模型,采用创新的路径规划方法,获得物理可达且时间成本最优的路径。通过仿真、水池和海上试验,验证波浪滑翔器高效运动和自主控制能力。
英文摘要
Wave glider is a class of novel marine vehicle unique in its ability to harness wave energy for platform propulsion, and it has great advantages in large scale, long time and low cost marine environment monitoring. Focusing on the maneuverability and autonomy of the wave glider, we concentrate on the dynamic transmission mechanism of wave glider. Considering influences of dynamic characteristics of elastic states of lanyard, a time-sharing multi-body dynamic model will be finely established. Considering the influence of the unique multi-body structure of wave glider on control characteristics and large span of working environments, we explore the adaptive control method by fuse yawing information of float and glider. Considering currents influence wave glider deeply and wave glider is weak maneuvering, we plan to analyze the influence mechanism of current disturbances on wave glider in path tracking task, then a global prediction of current field and a self-propelled speed model will be established. An innovative path planning method will be used to obtain the optimal path of time cost with physical reachability. Simulation experiments, tank trials and sea trials are listed in plan to verify the motion ability and autonomous control ability of wave glider.
波浪滑翔器作为一种波浪能推进的新概念海洋航行器,在大范围、长时间、低成本的海洋监测中具有极大优势。本研究针对波浪滑翔器的机动性与自主性问题,重点开展波浪滑翔器的动力学传动机理研究,考虑系索张紧放松状态对动力学特性的影响,建立分时段精细化的多体系统动力学模型;考虑波浪滑翔器独特的多体结构对控制特性的影响和波浪滑翔器工作环境跨度大的特点,探究浮潜多体艏向信息融合的航向控制;考虑波浪滑翔器受海流干扰严重而自主机动性较弱的特点,分析海流干扰对波浪滑翔器航迹跟踪的影响机理,采用创新的路径规划方法,获得物理可达且时间成本最优的路径。通过仿真、水池和海上试验,验证波浪滑翔器高效运动和自主控制能力。
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Turning circle based trajectory planning method of an underactuated AUV for the mobile docking mission
基于回转圆的移动对接任务欠驱动AUV轨迹规划方法
DOI:10.1016/j.oceaneng.2021.109546
发表时间:2021-09
期刊:OCEAN ENGINEERING
影响因子:5
作者:Xie Tianqi;Li Ye;Jiang Yanqing;Pang Shuo;Wu Haowei
通讯作者:Wu Haowei
Heading MFA control for unmanned surface vehicle with angular velocity guidance
具有角速度制导的无人地面车辆航向 MFA 控制
DOI:10.1016/j.apor.2018.08.015
发表时间:2018
期刊:Applied Ocean Research
影响因子:4.3
作者:Li Ye;Wang Leifeng;Liao Yulei;Jiang Quanquan;Pan Kaiwen
通讯作者:Pan Kaiwen
Heading control of unmanned surface vehicle with variable output constraint model-free adaptive control algorithm
变输出约束无模型自适应控制算法的无人水面艇航向控制
DOI:10.1109/access.2019.2928019
发表时间:2019
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Quanquan Jiang;Yulei Liao;Ye Li;Jiajia Fan;Yugang Miao
通讯作者:Yugang Miao
Formation Control of Multiple Unmanned Surface Vehicles Using the Adaptive Null-Space-Based Behavioral Method
使用自适应零空间行为方法对多个无人水面车辆进行编队控制
DOI:10.1109/access.2019.2925466
发表时间:2019
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Jiajia Fan;Yulei Liao;Ye Li;Quanquan Jiang;Leifeng Wang;Wen Jiang
通讯作者:Wen Jiang
Distributed coordinated tracking control of multiple unmanned surface vehicles under complex marine environments
复杂海洋环境下多无人水面艇分布式协调跟踪控制
DOI:10.1016/j.oceaneng.2020.107328
发表时间:2020-06
期刊:Ocean Engineering
影响因子:5
作者:Xiao Liang;Xingru Qu;Yuanhang Hou;Ye Li;Rubo Zhang
通讯作者:Rubo Zhang
基于海底地形特征的深海AUV同步定位与建图方法研究
- 批准号:U1806228
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:280.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:李晔
- 依托单位:
AUV的海底“面地形”快速匹配导航方法研究
- 批准号:51279221
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:李晔
- 依托单位:
海流干扰下欠驱动智能水下机器人的三维轨迹跟踪方法研究
- 批准号:51179035
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:李晔
- 依托单位:
智能水下机器人的水下地形匹配导航方法研究
- 批准号:50909025
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:李晔
- 依托单位:
国内基金
海外基金
