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公开(公告)号：CN108197350B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201711310223.8
申请日：2017-12-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明涉及一种无人船速度和不确定性估计系统及设计方法。依本发明可以将回声状态网络应用于无人船的速度估计中，利用回声状态网络逼近模型不确定性和环境扰动，使系统不仅能够获得目标速度的观测值，而且可以逼近如模型参数的不确定、流体动力学的未建模、风浪和洋流引起的外部干扰产生的未知动态，有效解决了含有模型不确定性和未知环境扰动的状态观测问题。回声状态网络的引入克服了传统的神经网络基于梯度下降的学习算法带来的慢收敛、容易陷入局部极小、训练过程复杂等问题。本发明采用带有低频学习环节的神经网络逼近系统不确定性，有效滤除高增益学习率可能引起的高频震荡，实现对含有未知动态系统的稳定状态观测。
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公开(公告)号：CN110687781A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201911058957.0
申请日：2019-11-01
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明公开了一种二阶非线性系统的精确不确定性和控制增益估计方法，利用二阶非线性系统的精确不确定性和控制增益估计结构进行估计，所述的二阶非线性系统的精确不确定性和控制增益估计结构包括扩张状态观测器和控制增益估计模块。本发明建立扩张状态观测器以及控制增益估计模块，实现了对非线性系统的不确定性和控制增益进行同时在线估计，从而为非线性系统的控制器设计过程提供了便利。本发明建立控制增益估计模块，可实现在有限时间内对非线性系统的控制增益进行在线估计，有效地保证了参数估计的实时性、精确度。本发明只基于非线性系统的输入和输出信息进行未知项的在线估计，用于估计高阶非线性系统的不确定性和控制增益。
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公开(公告)号：CN110262524A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910712044.X
申请日：2019-08-02
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02 , G05B13/04 , G05B19/418
Abstract: 本发明公开了一种无人艇集群最优聚集控制器及其设计方法，所述的控制器包括通讯网络和多个控制器单元，所述的多个控制器单元分别与通讯网络连接；所述的控制器单元包括分布式协同优化模块、控制模块、观测器模块和无人艇。本发明采用分布式优化协同控制方法，通过对每艘无人艇建立局部代价函数来协同寻找全局代价函数的最优解，并将最优解作为其集合点。采用这一方法便于获取最优结果，控制简单，有利于实际应用。本发明采用反步法设计控制器，将复杂的、高阶的非线性系统分解为阶数低于原系统的子系统。并结合观测器对系统进行不确定性的扰动估计与控制，有效的降低了控制算法的计算负荷，有利于实际微处理器系统的实时计算。
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公开(公告)号：CN110261345A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910555369.1
申请日：2019-06-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G01N21/359 , G06F17/14 , G06F17/18
Abstract: 本发明公开了一种基于小波函数的近红外光谱软测量方法及系统，其包括：获取建模所需的样本数据；创建每条光谱所对应的光滑连续函数，该光滑连续函数通过以小波函数作为基函数对光谱进行逼近获得；创建每条光谱所对应的回归函数，该回归函数通过以所述小波基函数进行逼近；创建光滑连续函数与水分含量数据的回归关系模型；获取待测样品所对应的光谱数据，获取所对应的预测质量数据。本发明有效解决了传统近红外光谱进行软测量时无法解决光谱数据的高维度和非线性问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109976349A
公开(公告)日：2019-07-05
申请号：CN201910295860.5
申请日：2019-04-12
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种含约束无人船路径跟踪制导与控制器结构的设计方法，包括以下步骤：扰动观测器的设计；LOS制导律模块的设计；航向控制模块的设计；速度控制模块的设计。本发明通过采用扰动观测器对由含约束无人船动力学建模不确定性与海洋环境带来外部扰动组成的集总不确定性进行估计，所需调节参数少，易于调参。通过发送集总不确定性的估计值给航向控制模块与速度控制模块，进而控制船舶运动，有效的降低了制导与控制结构的计算负荷，可以实现快速收敛，提高了制导与控制结构的抗干扰能力，控制性能良好。本发明通过在线滚动优化和反馈校正策略，含约束无人船的制导与控制结构可以充分利用允许的控制动作，提高性能。
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公开(公告)号：CN109917795A
公开(公告)日：2019-06-21
申请号：CN201910330379.5
申请日：2019-04-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动无人船集群协同制导结构及设计方法，所述的结构包括协同误差计算模块、路径参数更新模块、速度前馈模块、包含操纵控制器和速度转换模块。本发明在实际应用针对欠驱动无人船的控制方法有着更高的应用价值。本发明采用了根据跟踪误差同步更新的参数化路径，能够实现多条路径同步更新以及控制过程中的参考路径点的调整，避免了欠驱动无人船跟不上目标轨迹的问题。本发明考虑了欠驱动无人船自身横漂速度对协同控制的影响，可以使欠驱动无人船不会因为横漂速度而出现跟踪误差变大以及频繁偏离轨迹等问题。本发明属于分布式控制方法，在大规模欠驱动无人船的协同控制应用中比集中式控制更加有利。
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公开(公告)号：CN108710373A
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201810547032.1
申请日：2018-05-31
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
CPC classification number: G05D1/0206
Abstract: 本发明公开了一种网络化欠驱动无人艇分布式编队控制器及其设计方法，所述的控制器包括通讯网络和多个控制器单元，所述的多个控制器单元分别与通讯网络连接；所述的控制器单元包括分布式协同制导模块、神经动力学优化模块、指令调节器、速度控制模块、降维扰动观测器和欠驱动无人艇。本发明的分布式控制方式更为灵活，可以实现对大规模编队集群的有效控制，具有抗个体失效性强、通信开销小、扩展性好等优点，使得该编队控制器更有利于实际应用。本发明在满足了欠驱动无人艇的物理约束的同时，使得暂态控制过程中的控制输入最小化，提高了控制器的性能。本发明有效的降低了控制算法的计算负荷，从而提高了控制器的整体控制性能。
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公开(公告)号：CN108445892A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810571759.3
申请日：2018-05-31
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
CPC classification number: G05D1/0206
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动无人船编队控制器结构及其设计方法，所述的控制器结构包括通讯网络和多个控制器单元，所述的多个控制器单元分别与通讯网络连接；所述的控制器单元由跟踪路径模块、协同模块、滤波器、观测器、动力学模块和欠驱动无人船组成。本发明适用于欠驱动无人船，拓展了欠驱动无人船编队控制的应用范围，使得该编队控制器更有利于实际应用。本发明不仅能够实现同步编队队形，还能够实现队列编队队形和闭曲线上包围编队队形，提高了欠驱动无人船编队的灵活性和可扩展性。本发明降低了控制算法的计算负荷，有利于实际微处理器系统如单片机或数字信号处理器的实时计算，从而提高了系统的整体控制性能。
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公开(公告)号：CN104730920A
公开(公告)日：2015-06-24
申请号：CN201510182386.7
申请日：2015-04-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明公开了一种神经网络自适应动态面控制器结构及设计方法，所述的控制器结构由n级子控制器组成。本发明在控制器设计中引入预估器，对被控系统不确定性的在线学习不再基于跟踪误差，而是基于预估误差，能够克服初始阶段跟踪误差较大对控制系统暂态性能的影响，使得系统控制信号不易陷入饱和。本发明在控制器设计中引入低通滤波器，能够消除由于自适应参数较大引起的输入控制信号的高频振荡问题，有利于保证控制信号在执行器的执行频带范围之内。本发明采用微分跟踪器代替传统动态面控制中的一阶滤波器，能够保证对虚拟控制信号的有限时间估计，提高估计的精确性。本发明采用预估的状态进行反馈，有利于消除测量噪声对控制系统的干扰。
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