【技术实现步骤摘要】
一种基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制装置和方法
本专利技术涉及水面无人艇运动控制和抗海浪涌干扰领域,特别涉及一种基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制装置和方法。
技术介绍
水面无人艇是一个无人智能平台,需要在复杂环境中自主完成各种复杂任务,这要求其具备精准的机动和自适应能力。水面无人艇是一种典型的欠驱动非完整系统,具有模型不确定性、非线性和时变性、受复杂海洋环境干扰等特点。由于水面无人艇在复杂的海洋环境中运动,水动力参数复杂,这使得单一的数学模型很难完全实现无人艇的航向控制问题,尤其是存在外界浪涌等干扰下。因此,寻求新的控制方案以适应无人艇实际航行需要已成为近年的研究热点。随着无人艇在军事与民用领域中的重要性以及突触的优势,研究者们不断地将各种先进现代控制理论应用到无人艇的运动控制之中,如滑模变结构控制、鲁棒控制、神经网络控制、自适应控制等等。虽然这些控制算法的先进性突触,但是目前大多数控制理论仍旧处于计算机仿真阶段与实际工程应用还有较大距离;另外,目前这些先进控制算法的抗干扰能力有限,对于复杂海浪环境的强外界干扰环境控制稳定性较差。所以,研究一种能实际应用于强干扰环境的控制方法显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对水面无人艇在复杂海洋环境中存在的强干扰,及控制系统的鲁棒性要求,提供一种基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制装置和方法,以解决水面无人艇在强海浪涌干扰环境下的稳定性运动控制。为达到上述目的,本专利技术采用下述技术方案:一种基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制装置,包括水面无人艇、嵌入式计算机、全向式无线设备、GPS和罗经,所述全向 ...
【技术保护点】
一种基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制装置,其特征在于,包括水面无人艇(1)、嵌入式计算机(2)、全向式无线设备(3)、GPS(4)和罗经(5),所述全向式无线设备(3)和GPS(4)的主体安装于水面无人艇(1)控制舱内,所述GPS(4)的接收天线和全向式无线设备(3)的全向天线安装在水面无人艇(1)顶部;所述罗经(5)安装于水面无人艇(1)重心处;所述嵌入式计算机(2)分别与全向式无线设备(3)、GPS(4)、罗经(5)相连;根据GPS(4)获取水面无人艇(1)的经纬度坐标值,基站或母船上的X波段海事雷达监测周围海域的浪涌信息,并通过全向式无线设备(3)传输到嵌入式计算机(2)中,所述嵌入式计算机(2)中的基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制算法,对浪涌信息及罗经(5)实时获取的水面无人艇(1)的位姿信息进行解算,输出控制指令,水面无人艇(1)执行控制指令,完成水面无人艇(1)的抗浪涌干扰运动控制。
【技术特征摘要】
1.一种基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制方法,采用基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制装置,该装置包括水面无人艇(1)、嵌入式计算机(2)、全向式无线设备(3)、GPS(4)和罗经(5),所述全向式无线设备(3)和GPS(4)的主体安装于水面无人艇(1)控制舱内,所述GPS(4)的接收天线和全向式无线设备(3)的全向天线安装在水面无人艇(1)顶部;所述罗经(5)安装于水面无人艇(1)重心处;所述嵌入式计算机(2)分别与全向式无线设备(3)、GPS(4)、罗经(5)相连;根据GPS(4)获取水面无人艇(1)的经纬度坐标值,基站或母船上的X波段海事雷达监测周围海域的浪涌信息,并通过全向式无线设备(3)传输到嵌入式计算机(2)中,所述嵌入式计算机(2)中的基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制算法,对浪涌信息及罗经(5)实时获取的水面无人艇(1)的位姿信息进行解算,输出控制指令,水面无人艇(1)执行控制指令,完成水面无人艇(1)的抗浪涌干扰运动控制,其特征在于控制步骤为:a.水面无人艇(1)进行初始化设置,完成水面无人艇(1)位置、姿态及船载设备的初始化,包括初始航迹设定;b.启动水面无人艇(1),嵌入式计算机(2)向水面无人艇(1)发送初始控制指令;c.全向式无线设备(3)接收GPS(4)获取的水面无人艇(1)的经纬度坐标值,以及基站或母船上的X波段海事雷达监测周围海域的浪涌信息,与罗经(5)获取的水面无人艇(1)的位姿信息一起存储在嵌入式计算机(2)中;d.嵌入式计算机(2)利用上述信息,进行基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌控制方法解算;得到水面无人艇(1)执行机构的控制指令,具体步骤如下:首先将浪涌信息和水面无人艇(1)的位姿信息作为基于模糊信息粒化法的回归预测器(6)的输入信号,进行回归预测计算;其次,无人艇运动规划器(7)的输出信号理论控制位姿状态值与基于模糊信息粒化法的回归预测器(6)的输出信号作为无人艇运动控制决策器(8)的输入信号,根据用于自定义不同的决策规则进行求解;最后,无人艇运动控制决策器(8)求解的输出信号,即为水面无人艇(1)执行机构的控制指令;e.嵌入式计算机(2)将控制指令发送到水面无人艇(1)的执行机构,水面无人艇(1)执行机构执行控制指令,实现水面无人艇(1)的抗浪涌运动控制。2.根据权利要求1所述的基于支持向量回归机的无人艇抗浪涌...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭艳,崔建祥,瞿栋,罗均,华凌云,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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