导读:本文包含了避碰控制论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:死锁,机器人,船舶,水面,航迹,动态,航向。
避碰控制论文文献综述
齐春丽[1]（2019）在《双臂协作机器人的协调与避碰控制算法研究》一文中研究指出由于单臂的某些局限性已经不能达到人们对生产、生活自动化的预期,而双臂协作机器人具有更佳的灵活性及更优良的协调操作性等优势,能在繁琐的作业和变化多样的工作空间中脱颖而出,因而成为研究的热门。且双臂在协调操作时具有复杂的耦合约束关系,这使得协调控制成为双臂研究的重点。本文针对双臂协调操作过程中存在的碰撞、外部扰动致使轨迹跟踪精度低等问题,开展了对适用于双臂协作机器人的协调与避碰控制算法的研究。主要内容如下:把带有两个七自由度机械臂的Baxter机器人视作探究目标,选用D-H法来创建其运动学模型,并进行正、逆运动学分析,以确定双臂的位姿关系。采用MATLAB2016配备的Robotics Toolbox来执行仿真实验,对7-DOF机械臂的运行进行展示,证明理论运算的合理性及所建模型的准确性。针对双臂协作机器人操作过程中会出现自碰撞的缺陷,提出双臂避自碰方法。把双臂的操作看作避碰运动和末端轨迹跟踪两种形式;基于最小距离原则,引入两个可以实现运动形式转换的变量到双臂运动学逆解方程中,避免运动过程中因双臂状态变化产生的运动冲突而造成的误差。这种方法不仅可以实现双臂的无碰要求,还能保证系统按照期望轨迹运行。最后仿真实验验证了所提方法的有效性。针对外部干扰力影响双臂精度的问题,在阻抗控制的基础上,提出一种双臂紧协调控制算法。首先,对简单的阻抗控制进行介绍,结合协调操作时双臂的限制关系,构建双臂与夹持物体的联合动力学模型;其次,设计基于广义动量的扰动观测器,完成对机械臂的外部干涉力的观测,并将其与阻抗控制结合,设计紧协调操作的阻抗控制策略,确保双臂能够高精度地完成协调任务。机械臂在运动时会出现抖振,为了改善这种情况,提出一种模糊滑模控制方法,巧妙地利用模糊原理来趋近滑模控制中的切换增益,以此来获得连续平滑的增益曲线,进而控制机械臂速度的骤变,使抖振现象得以削弱,不仅保证系统的鲁棒性,还能增加机械臂的位置追踪精度。最后通过仿真实验验证了模糊滑模控制方法的可靠性。(本文来源于《桂林电子科技大学》期刊2019-06-01）
李璇[2]（2019）在《基于CPN的交叉口信号控制避碰策略建模与分析》一文中研究指出随着城市居民汽车保有量的持续增加,城市交通拥堵问题越来越严重。在现有的交叉口信号控制系统中,车辆驾驶员通过观察信号灯的变化进入并通过交叉口,存在控制指令执行滞后的问题。此外,随着车流量的增加,交叉口区域内的车辆冲突也会大大增加,容易导致车辆碰撞、车流形成死锁。本文通过对车-车,车-人冲突的识别和消解来实现车辆的避碰,分别采用信号灯控制和指示灯控制两种策略来避免交叉口中冲突和死锁的发生,并利用赋色Petri网(Colored Petri Nets,CPN)对策略进行建模和分析,论文的主要研究内容如下:1.根据交叉口中车流及行人的移动轨迹,将交叉口划分为8×8的网格,以此为基础建立信号控制系统模型和交叉口网格模型,其中交叉口网格模型可以利用融合库所与二相位或四相位信号控制系统进行连接,为冲突和死锁避免策略的研究奠定模型基础。2.针对交叉口中的车辆位置冲突问题,首先提出了利用信号灯来解决不同情形冲突问题的策略,并使用CPN对信号控制系统下的直行与左转车辆、行人与左转车辆的冲突避免策略分别进行了描述。通过对模型的状态空间进行分析,验证了策略能够有效的实现冲突的避免。3.针对交叉口中死锁问题,进一步提出了利用虚拟指示灯的通用冲突避免算法和死锁避免算法,以此建立了单个冲突和两个关联冲突的冲突避免CPN模型及死锁避免CPN模型,并利用同步距离验证算法的正确性,利用状态空间和实验数据分析两种方式验证了算法的有效性。(本文来源于《长安大学》期刊2019-04-08）
范云生,孙晓界,王国峰,郭晨[3]（2018）在《一种无人水面艇自主动态避碰跟踪控制方法》一文中研究指出为解决"蓝信"号无人水面艇在未知海洋环境下的动态自主避碰跟踪控制问题,将未知动态避碰路径规划和跟踪控制相结合,提出了一种未知海洋环境下的无人水面艇动态自主避碰跟踪控制方法。此方法考虑到未知海洋环境情况以及动态避障的实时性等问题,以"蓝信"号无人水面艇的操纵运动模型为约束条件,采用了一种基于速度分解的动态障碍物避障算法,设计了一种未知海洋环境下的"蓝信"号水面无人艇动态自主避碰跟踪控制器。仿真结果验证了该方法的有效性和正确性,可为"蓝信"号无人水面艇智能避碰控制技术的研究提供参考。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2018年10期）
史小平,林晓涵,李师轮[4]（2018）在《多Euler-Lagrange系统协同跟踪避碰控制》一文中研究指出为解决多Euler-Lagrange系统的协同控制、跟踪控制以及避免碰撞等重要的安全问题,提出了一种新颖的协同跟踪控制方法。该算法将势函数与拓扑连通性技术相互结合,利用构造的势函数来描述避免碰撞的要求,并基于此为多Euler-Lagrange系统设计了协同跟踪控制律,使得系统在实现目标跟踪的同时,能够避免智能体之间的相互碰撞。对于所提出的控制律,通过合理地应用Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性。最后,仿真结果表明了所设计控制律的有效性。(本文来源于《黑龙江大学工程学报》期刊2018年03期）
沈海青[5]（2018）在《基于强化学习的无人船舶避碰导航及控制》一文中研究指出研究实现高度自主控制的无人驾驶船舶是造船和航运产业的新目标,为完成无人船舶的海上自主智能航行,实现其自主避碰导航是航行安全的核心,自主运动控制是操纵船舶到达目的港的关键。针对这两个核心关键问题,本文基于自主强化学习理论,充分考虑国际海上避碰规则和航行避让经验,在融合船舶操纵特性的基础上展开系统的研究,提出并验证了一种面向船舶自动操纵避碰工程应用的无人船舶避碰导航及运动控制方法。针对复杂航行条件下的多船自动避碰难题,作者提出了一种基于深度强化学习的无人船舶自主智能避碰算法。通过在强化学习避碰任务的设计中融入船舶的操纵特性,不仅缩减了模型训练时间,而且提高了避碰模型适用性;论文将航行经验规则转化成动态的航行限制线以获得本船周围的全部可航区域,实现从全局角度衡量本船周围的航行态势给出避碰决策,使其不仅遵从航行经验规则且可灵活设置避让经验参数以适应各种复杂航行环境。最后基于同一强化学习避碰模型,利用叁艘不同尺度和操纵性的缩尺自航船模,完成了数值仿真与水池避碰实验的系列对比测试,两者结果高度一致,验证了此避碰算法具有有效的避障能力,较好解决了无人船舶在开阔水域和受限水域中复杂的自动避碰难题。为进一步提高无人船舶的避障能力及效率,遵从避碰规则对让路船行动的“早、大、宽、清”要求,规避形成碰撞危险和紧迫局面,提出了基于航行经验规则的多层避碰导航方法。利用A*算法并结合船舶操纵特性,在充分考虑航行经验规则的基础上分别提出了仅改变航向和同时改变航向及航速的并行决策动态避碰导航算法;于是通过船舶安全Bumper模型建立一种避碰航行控制策略,成功将上述两种避碰导航方法分别与所提出的深度强化学习避碰算法融合为一体,实现仅变向和同时变向变速的两种多层避碰导航方法,最后通过仿真验证了两种方法的有效性。针对无人船舶的航向及航迹控制问题,从自主强化学习的角度,首先基于Actor-critic算法提出了一种强化学习航向控制方法;并进一步基于干扰补偿的思想,通过干扰观测器对扰动进行准确估计,提出了一种带干扰观测器的强化学习航向控制方法;然后基于间接航迹控制的思想提出了一种强化学习航迹控制方法;通过风浪流干扰下的仿真,验证了上述航向和航迹方法具有良好的控制效果,并体现出良好船艺。为方便自动舵控制算法在应用于工程实践过程中快速调试整定并验证其有效性,弥补实船测试存在风险大、调试周期长、费用高的缺点,作者基于国际标准电子海图设计实现了一种近似海试条件的船舶自动舵算法测试仿真系统,并通过测试实例验证了系统的有效性,有助于推进自动舵控制算法的研究与应用。为实现无人船舶在海上自主安全航行,通过将所提出的避碰导航方法和航迹控制方法系统地融合为一整体,设计得到一种综合避碰导航的无人船舶强化学习航迹控制器,并改进船舶自动舵算法测试仿真系统构建得到该控制器的测试平台。在风流干扰条件下的多船航迹控制仿真测试结果表明,该控制器不仅使无人船舶较好地沿着计划航线航行,而且根据国际海上避碰规则采取了有效的避让操纵,保证了无人船舶的航行安全。(本文来源于《大连海事大学》期刊2018-03-01）
孙宇彤[6]（2017）在《基于信息融合的无人水面艇避碰控制研究》一文中研究指出近年来,伴随着无人智能技术的不断成熟,无人水面艇作为全方位、灵活以及执行恶劣任务的海洋设备得到了越来越多的重视。本文以大连海事大学“蓝信”号无人水面艇为研究对象,在考虑到操纵性能约束的条件下,对实际航行环境中的无人水面艇避碰控制进行了研究。首先,基于无人水面艇的实际航行环境,分别对电子海图和雷达图像数据进行了预处理,感知航行环境中的静态和动态障碍物信息。采用Hausdorff距离匹配算法对电子海图中静态环境信息和雷达图像动态信息进行迭加匹配,实现了 USV航行环境异源信息融合,建立了无人水面艇环境模型。其次,以大连海事大学“蓝信”号无人水面艇为研究对象,进行了无人水面艇的非线性模型的建立。在此模型的基础上,采用了一种基于速度分解法的障碍物避碰算法,通过实时解析无人水面艇和动态障碍物之间的相对运动矢量关系,对障碍物进行了避碰,并在考虑无人水面艇约束条件下,结合动态避碰,设计了一种基于Backstepping的非线性动态避碰跟踪控制器,通过动态面设计消除了算法的微分膨胀问题。最后,搭建了无人水面艇自主动态避碰跟踪控制仿真实验平台,在航行环境信息实时感知的情况下,进行无人水面艇动态避碰控制的仿真。在仿真实验过程中,分别对单动态障碍物、多动态障碍物和基于环境信息融合的实时避碰跟踪控制进行了仿真验证。仿真结果表明了该无人水面艇动态避碰跟踪控制的可行性和有效性,为无人水面艇的避碰控制提供了理论基础和仿真验证手段。(本文来源于《大连海事大学》期刊2017-12-01）
李学辉,宋申民[7]（2018）在《慢旋非合作目标快速绕飞避碰控制》一文中研究指出针对慢旋非合作目标,利用滑模控制和人工势函数理论设计两种快速绕飞避碰控制器以实现安全快速绕飞.通过考虑非合作卫星的几何形状,建立椭球避碰区域模型,解决了球形避碰区域无法实现的快速绕飞避碰问题.基于完全的非线性相对运动方程,分别针对系统外界扰动上界已知和未知的情形设计避免碰撞的快速绕飞控制器,所设计的控制器均可以严格地保证快速绕飞的安全性.利用Lyapunov理论证明了系统的渐近稳定性,并通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性.(本文来源于《控制与决策》期刊2018年09期）
孟森森[8]（2017）在《多移动微小型机器人编队控制与协作避碰研究》一文中研究指出在多移动机器人协作中,编队控制是一个非常典型的研究问题,实用性较强。如何实时地避免机器人相互之间或者机器人与周围静态障碍物之间的碰撞,是编队控制中需要考虑的核心点之一。尤其机器人之间的避碰问题,将会影响整个系统的鲁棒性。所以,设计一种合理、有效的多机器人编队与避碰控制算法,具有重要的理论与现实意义。目前,现有的编队避碰方法虽然实现了多移动机器人的编队避障控制,提高了编队控制效率,但是在系统鲁棒稳定性、理论分析方面还不太完善。控制Lyapunov函数可以同时处理多移动机器人内部(模型结构或参数取值)和外部(扰动)不确定因素的鲁棒控制问题,并且将Lyapunov分析法直接应用于控制器设计的方法,近年来逐渐得到重视。因此,本文基于控制Lyapunov法设计了一个用于多机器人编队控制与协作避碰的控制器函数,并把该控制器应用到了多个微小型移动机器人的编队控制中。论文的主要工作如下:(1)根据微小型移动机器人所受的非完整约束,构建了运动学模型和避碰函数。为避免碰撞和奇异情况的发生,本文给出了一些合理假设。(2)设计了用于编队控制及协作避碰的控制器,且该控制器适用于每个微小型移动机器人。用李雅普诺夫分析法对系统进行了鲁棒稳定性分析。(3)分别完成了静态避障,协作避碰以及编队控制仿真,并对仿真结果进行了详细分析。(4)提出的编队避碰控制方法在由自主研发的微小型移动桌面机器人平台上进行了实际验证,并给出了仿真与实际运动之间误差的主要原因。实验结果表明,本文提出的运动模型以及避碰控制方法,解决了多移动机器人的编队控制和协作避碰问题,且能够保证该非完整系统的鲁棒稳定性。采用一种新的分布式控制方案,将编队控制转化为跟踪整个队形质心的轨迹,降低了控制的复杂度,从而可以较好地应用到计算资源有限的多移动微小型机器人中。(本文来源于《郑州大学》期刊2017-05-01）
许兰[9]（2016）在《基于最优控制的船舶避碰研究》一文中研究指出关于船舶避碰的研究已有很长的历史,而今仍有船舶和生命由于船舶碰撞而损毁和丧失。船舶碰撞事故在海上险情中占有很大比例,且引起船舶碰撞事故的人为因素高达80%。因此,研究船舶自动避碰以防止船舶间发生碰撞,仍然是确保船舶安全航行的重要目标之一。本设计在此背景下展开对船舶避碰的研究。首先,对船舶避碰领域的基础知识进行了介绍,选取了合适的安全会遇距离确定方法,根据本船与干扰船构成的相对方位等信息,对船舶会遇态势进行了划分,并且根据海上实际情况,分析了多船会遇情况下的避碰问题。然后,对船舶避碰系统进行了深入研究。以本船和干扰船的航向、航速、位置信息为主要参数对船舶避碰参数进行计算,选取了基于模糊数学理论基础的碰撞危险度评价模型,根据此模型能够得到本船与各干扰船之间的碰撞危险度,并根据计算出的确切值确定重点避让船。然后综合考虑国际海上避碰规则归纳总结船舶的避让责任与避碰方案。其次,采用最优控制的方法展开对船舶避碰问题的描述,选取具有六自由度的船舶运动数学模型,将其转化成一阶微分方程组的形式作为系统方程,确立性能指标和约束条件,将该问题转换成船舶避碰路径规划问题。引入遗传算法,通过选取以安全避让、路径最短及准备复航为目标的适应度函数,结合遗传操作,通过本船和干扰船的航向、航速、位置信息等主要输入参数,最终规划出避碰路径,完成了该目标下的船舶避碰算法设计。最后,在MATLAB环境下编制了船舶避碰路径的仿真软件,通过仿真实例的结果可知,该系统可以安全避开干扰船,且路径最短,以此完成对控制算法的验证,对船舶自动避碰的研究提供一定的理论基础,具有一定实际意义和应用价值。(本文来源于《大连海事大学》期刊2016-03-01）
刘煜[10]（2016）在《导航控制算法在船舶避碰中的应用》一文中研究指出随着海洋运输业的飞速发展,如何避免大型船舶之间的碰撞事关整个海域航运的安全。目前船舶依靠导航系统定位航行,在传统的基于导航的船舶避免碰撞机制中,主要由船员进行船舶碰撞的危险性估计、避免碰撞的决策及具体操作实施,很难避免由人为错误估计、决策而造成的灾难。本文在研究现有船舶导航系统、避免碰撞的决策机制基础上,利用AIS(自动识别系统)为平台,设计一种基于导航控制算法的自动化船舶碰撞避免机制。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2016年02期）
避碰控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着城市居民汽车保有量的持续增加,城市交通拥堵问题越来越严重。在现有的交叉口信号控制系统中,车辆驾驶员通过观察信号灯的变化进入并通过交叉口,存在控制指令执行滞后的问题。此外,随着车流量的增加,交叉口区域内的车辆冲突也会大大增加,容易导致车辆碰撞、车流形成死锁。本文通过对车-车,车-人冲突的识别和消解来实现车辆的避碰,分别采用信号灯控制和指示灯控制两种策略来避免交叉口中冲突和死锁的发生,并利用赋色Petri网(Colored Petri Nets,CPN)对策略进行建模和分析,论文的主要研究内容如下:1.根据交叉口中车流及行人的移动轨迹,将交叉口划分为8×8的网格,以此为基础建立信号控制系统模型和交叉口网格模型,其中交叉口网格模型可以利用融合库所与二相位或四相位信号控制系统进行连接,为冲突和死锁避免策略的研究奠定模型基础。2.针对交叉口中的车辆位置冲突问题,首先提出了利用信号灯来解决不同情形冲突问题的策略,并使用CPN对信号控制系统下的直行与左转车辆、行人与左转车辆的冲突避免策略分别进行了描述。通过对模型的状态空间进行分析,验证了策略能够有效的实现冲突的避免。3.针对交叉口中死锁问题,进一步提出了利用虚拟指示灯的通用冲突避免算法和死锁避免算法,以此建立了单个冲突和两个关联冲突的冲突避免CPN模型及死锁避免CPN模型,并利用同步距离验证算法的正确性,利用状态空间和实验数据分析两种方式验证了算法的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
避碰控制论文参考文献
[1].齐春丽.双臂协作机器人的协调与避碰控制算法研究[D].桂林电子科技大学.2019
[2].李璇.基于CPN的交叉口信号控制避碰策略建模与分析[D].长安大学.2019
[3].范云生,孙晓界,王国峰,郭晨.一种无人水面艇自主动态避碰跟踪控制方法[J].系统仿真学报.2018
[4].史小平,林晓涵,李师轮.多Euler-Lagrange系统协同跟踪避碰控制[J].黑龙江大学工程学报.2018
[5].沈海青.基于强化学习的无人船舶避碰导航及控制[D].大连海事大学.2018
[6].孙宇彤.基于信息融合的无人水面艇避碰控制研究[D].大连海事大学.2017
[7].李学辉,宋申民.慢旋非合作目标快速绕飞避碰控制[J].控制与决策.2018
[8].孟森森.多移动微小型机器人编队控制与协作避碰研究[D].郑州大学.2017
[9].许兰.基于最优控制的船舶避碰研究[D].大连海事大学.2016
[10].刘煜.导航控制算法在船舶避碰中的应用[J].舰船科学技术.2016
论文知识图
