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公开(公告)号：CN109765910A
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201910176370.3
申请日：2019-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于改进差分进化算法的船舶动力定位推力分配方法，通过确定船舶推进装置布局，载入各推进器的参数，接受目标控制指令，建立推进器最优方向预测模型；将上一刻得到的全局最优方向导入到当前时刻的最优方向预测模型，作为优化改进的差分进化算法的初始种群，通过改进的差分算法获取推进器在当前时刻下的全局最优方向；根据求得的全局最优解，实时更新推进器方向，再通过二次规划法得到推进器的推力。本发明减少了推进器状态调整过程中的推力误差，改善了长期能耗效率和机动性；减少了差分进化算法的搜索维度，解决了差分进化算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题；使连续时间内得到的全局最优解更平滑，避免了不必要的波动。
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公开(公告)号：CN106325071B
公开(公告)日：2019-03-05
申请号：CN201610859143.7
申请日：2016-09-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法，第一，选用工作在离散状态下的离散事件触发器，设计变阈值下的触发判定函数，在到达触发时刻时，事件触发器通过触发判定函数判断当前状态是否满足触发条件；第二，通过补给船低频运动数学模型得出舵角‑航向的受控自回归积分滑动平均模型作为预测模型，采用遗忘因子递推最小二乘法对预测模型的参数进行在线估计；第三，结合事件驱动触发器将需要控制的状态发送给控制器，控制器通过GPC自适应算法解算后输出舵角控制增量和控制量，实现补给船快速完成靠近阶段和并行阶段并保持补给阶段的航向跟踪。本发明可以通过较低的代价控制补给船的航向，并且补给船系统的参数变化和环境影响的鲁棒性更强。
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公开(公告)号：CN107450318A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710717234.1
申请日：2017-08-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于二阶滑模控制的气垫船路径跟踪控制方法，属于路径跟踪控制技术领域，尤其涉及二阶滑模控制方法在气垫船路径跟踪上的应用。一种基于二阶滑模控制的气垫船路径跟踪控制方法，首先建立气垫船运动三自由度数学模型；然后通过二阶滑模点对点位置控制器计算纵倾力；其次通过二阶滑模艏向控制器计算艏向力矩；最后将纵倾力矩与艏向力矩用于气垫船路径跟踪控制。本发明将二阶滑模控制方法运用到气垫船路径跟踪控制中，主要解决了气垫船模型高度非线性和不确定性，以及易受外界环境干扰等问题。
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公开(公告)号：CN105182975B
公开(公告)日：2017-10-03
申请号：CN201510593659.7
申请日：2015-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供的是一种基于改进的人工协调场的气垫船避障方法。(1)获取状态信息、目标点位置以及障碍物位置；(2)设计PID控制律，代替人工协调场中的吸引力；(3)计算风险度，若风险度大于设定的风险度则进入步骤(4)，否则进入步骤(6)；(4)设计斥力场，并利用最大加速度约束设计斥力场的场强参数，进而计算出斥力；(5)根据斥力计算出协调力；(6)算出大地坐标下的合力，将合力的方向作为期望艏向设计艏向PID控制律，将合力的大小作为纵向控制力对气垫船进行控制。本发明减小了传统吸引力只与位置有关而造成的气垫船在目标点附近的抖动，实现了有约束的避碰，能够在气垫船的性能范围内实现安全避障，具有很强的实用价值。
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公开(公告)号：CN105235676B
公开(公告)日：2017-08-04
申请号：CN201510616202.3
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于控制分配气垫船多操纵面协调控制方法。轨迹产生控制器通过人机接口设定气垫船航行的轨迹；比较器把轨迹产生控制器得到期望位置、航向与GPS、平台罗经的当前实际位置、航向进行比较得到位置、航向偏差；控制器根据位置、航向偏差计算得纵向、横向的合力和转艏力矩，发送给控制分配控制器；控制分配控制器将控制器输出的纵向、横向合力和转艏合力矩分配给个操纵面执行机构以协调各个操纵面的工作。本发明通过控制分配控制器可以将控制器输出的合力和合力矩合理地分配到各个操纵面上，以实现对气垫船的多操纵面协调控制，从而达到气垫船安全航行的目的，同时减轻了人工操舵的工作强度和精神负担。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106767778A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611029747.5
申请日：2016-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种气垫船船位推算控制方法。主要包括：根据气垫船的航速，艏向角及历史位置数据，通过传统推算算法得到实时位置估计数据；结合气垫船特性建立基于气垫船的匀速(CV)模型、匀加速(CA)模型及Singer模型；建立交互式多模型(IMM)，设计相应的强跟踪卡尔曼滤波器；推算数据反馈给航迹控制器，实现安全航行。本发明的气垫船船位推算控制方法，在气垫船GPS信号丢失的情况下，通过船位推算得到的推算位置代替GPS位置信息，保证了气垫船能安全地航行，安全地到达目的地。
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公开(公告)号：CN106403957A
公开(公告)日：2017-02-15
申请号：CN201610953196.5
申请日：2016-11-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C21/203 , G05D1/0206
Abstract: 本发明提供的是一种全垫升气垫船航路点导引控制方法。(1)测得气垫船当前的位置信息，船舶的艏向、回转率、横摇姿态信息；(2)结合气垫船的当前位置和目标位置，给定航路点；(3)LOS导引系统综合航路点坐标(xk,yk)和气垫船的当前位置(x(t),y(t))，计算出航迹跟踪的导引点PLOS(xlos,ylos)；(4)根据气垫船的当前位置与导引点坐标计算出期望艏向角ψd，并与气垫船当前艏向角ψ比较，将二者之差Δψ＝ψd-ψ作为PID控制器的输入；(5)PID控制器控制气垫船向着导引点航行；(6)切换。本发明实现了全垫升气垫船的航迹控制，可以减轻驾驶人员的工作强度和精神负担，提高气垫船航行的稳定性和安全性。
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公开(公告)号：CN105807614A
公开(公告)日：2016-07-27
申请号：CN201610168483.5
申请日：2016-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明提供的是一种利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法。(1)外层广义监督器监督气垫船控制系统的模拟量信号，并对所述模拟量信号进行分级量化；(2)对不同环境和船体姿态信息下制定出控制类，在每个控制类内层又包括操纵面协调控制的控制方案组合；(3)通过分级量化得到相应激活权值的输出，即信号yj，激活响应的第j个控制类，并根据期望输出信号和实际输出信号的偏差大小，对外层连接权值进行更新；(4)控制类内部通过滞留切换逻辑执行对应的多操纵面协调控制方案，并对控制方案进行实时更新。本发明较普通控制方法更加有效，使气垫船的回转更加稳定和快速。
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公开(公告)号：CN105204508A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616204.2
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于航向与回转率协调控制策略的气垫船航向控制方法。包括航向-回转率协调控制模块、比较器和航向控制器；航向-回转率协调控制模块，通过协调控制策略，根据回转率的界限和当前的实际航向角计算出当前时刻的期望航向角；比较器将期望航向角与实际测得的航向值进行比较得到航向偏差；航向控制器根据航向偏差计算得到控制指令，从而使气垫船所受力矩改变，达到设定回转率。本发明在完成航向控制的同时又能实现对回转率的限制，避免了由于航向控制器与回转率控制器之间的切换造成的系统不稳定，降低了航向-回转率协调控制器的复杂程度。
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公开(公告)号：CN102929157B
公开(公告)日：2015-10-21
申请号：CN201210458941.0
申请日：2012-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种三冗余的船舶动力定位控制计算机系统，本发明涉及一种船舶动力定位系统，具体涉及一种冗余设置的船舶动力定位控制计算机系统。它克服了由一个独立的仲裁单元对三个计算机的运行情况进行监控和冗余切换，仲裁单元一旦出现故障就会形成整个船舶动力定位系统故障的缺陷。它包括传感器组（3）和相同的三个控制子系统，其特征在于每个控制子系统包括一台计算机模块（1）和一个与之相连的冗余仲裁模块（2），三个冗余仲裁模块（2）的通信端口之间形成两两互联的结构，传感器组（3）的数据输出端分别连接在每个控制子系统的计算机模块（1）的数据输入端。
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