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公开(公告)号：CN113805486A
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202111194077.3
申请日：2021-10-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种USV精确路径跟踪控制方法，步骤1：建立SF坐标系位置跟踪误差系统，设计有限时间侧滑角观测器得到侧滑角估计值；步骤2.采用FLOS导引算法，利用侧滑角估计值给出期望艏向、期望速度和路径参数的更新率；步骤3：建立艏向动态误差离散控制模型和纵向速度跟踪误差离散控制模型；步骤4：通过构造离散滑模面和离散自适应快速幂次趋近律设计艏向离散控制器和纵向速度离散控制器，并采用离散干扰估计器对外界环境力进行补偿，完成对期望艏向和期望速度在扰动下跟踪。本发明路径跟踪误差渐进收敛到零，具有全局渐进稳定性，对连续快速趋近律进行离散化并将其改进，使得稳定性与采样周期解耦，稳定性不受采样周期限制。
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公开(公告)号：CN109765910B
公开(公告)日：2021-10-01
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：CN110244077A
公开(公告)日：2019-09-17
申请号：CN201910480458.4
申请日：2019-06-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种热式风速传感器恒功率调节与精度补偿方法。(1)采用恒定功率热式风速传感器检测得到初步数据；(2)采用PID算法结合人工鱼群算法对恒定功率进行自适应控制；(3)采用二级放大电路将得到的微弱信号进行信号调理；(4)采用强化学习策略迭代方法建立精度补偿修正曲线。本发明的人工鱼群优化PID参数方法适用于恒定功率，恒压，恒流，恒温差等风速传感器的优化环节，自适应能力更强；基于强化学习策略迭代方法建立的精度补偿修正曲线不依赖被控对象的所处环境，鲁棒性能更好，不会限于局部最优，精度有所提高。
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公开(公告)号：CN104691534B
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201510016644.4
申请日：2015-01-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B60V1/11
Abstract: 本发明公开了一种带有导引模块的气垫船回转率保持控制方法，包括以下步骤：回转率控制导引模块读取设定的回转率和当前的实际航向角，得到当前的期望航向角传送给比较器；比较器根据接收的期望航向角和当前的实际航向角进行比较，得到航向偏差传送给控制器；控制器根据接收的航向偏差得到舵角控制指令，发送给空气舵，空气舵执行指令达到设定回转率。本发明能够实现气垫船回转的自动控制，能够提高操控水平和航行稳定性。
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公开(公告)号：CN104760588B
公开(公告)日：2017-06-20
申请号：CN201410698065.8
申请日：2014-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B60V1/11
Abstract: 本发明公开了一种全垫升气垫船的安全限界控制方法以及基于安全限界控制的全垫升气垫船的应急工况控制方法。其中安全限界控制方法，得到主限界参数和辅助限界参数，主限界参数包括纵倾角，侧滑角和横倾角，辅助限界参数包括艏部垂向加速度、回转角速度和横向速度；得到当前主限界参数和辅助限界参数中每个参数对应的危险级数；根据辅助限界参数的危险级数对主限界参数进行调整；根据调整后的主限界参数的各参数危险级数，根据相应的控制规则，得到控制指令，发送给执行机构，将得到的报警信息在人机界面上输出。本发明产生合理的规避危险的控制动作，能有效的保证气垫船特殊航行状态的安全性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105204495A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616170.7
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B23/02
CPC classification number: G05B23/0218
Abstract: 本发明公开了一种基于虚拟执行器的气垫船执行器故障处理方法，包括以下几个步骤，步骤一：传感器采集气垫船的位置和艏向信息；步骤二：求取传感器采集的当前位置与期望位置的偏差，采用鲁棒自适应滑膜控制方法，得到标称控制信号，传送给执行器；步骤三：进行执行器故障诊断，如果执行器没有发生故障，执行器响应标称控制指令；如果执行器发生故障，利用虚拟执行器对标称控制信号进行重构，得到重构后的控制信号，传送给当前执行器。本发明利用滑模控制具有鲁棒性的特点消除不确定性的影响，同时具有虚拟执行器不改变标称控制器结构和参数的特点，有效提高了气垫船发生执行器故障后的安全性能和作业能力。
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公开(公告)号：CN105204337A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616181.5
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于虚拟传感器的气垫船传感器故障处理方法。包括以下步骤，步骤一：传感器测量气垫船的位置和艏向信息；步骤二：判断传感器是否发生故障，如果没有发生故障，将传感器的当前测量信息传送给控制器；如果发生故障，利用虚拟传感器对当前测量信息进行重构，将重构后的测量信息传送给控制器；步骤三：控制器根据接收的测量信息与期望信息的偏差，采用鲁棒滑膜控制方法，得到控制指令传送执行机构。本发明能够提高气垫船安全性能和作业能力。
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公开(公告)号：CN105182975A
公开(公告)日：2015-12-23
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：CN104760588A
公开(公告)日：2015-07-08
申请号：CN201410698065.8
申请日：2014-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B60V1/11
Abstract: 本发明公开了一种全垫升气垫船的安全限界控制方法以及基于安全限界控制的全垫升气垫船的应急工况控制方法。其中安全限界控制方法，得到主限界参数和辅助限界参数，主限界参数包括纵倾角，侧滑角和横倾角，辅助限界参数包括艏部垂向加速度、回转角速度和横向速度；得到当前主限界参数和辅助限界参数中每个参数对应的危险级数；根据辅助限界参数的危险级数对主限界参数进行调整；根据调整后的主限界参数的各参数危险级数，根据相应的控制规则，得到控制指令，发送给执行机构，将得到的报警信息在人机界面上输出。本发明产生合理的规避危险的控制动作，能有效的保证气垫船特殊航行状态的安全性。
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公开(公告)号：CN103529842A
公开(公告)日：2014-01-22
申请号：CN201310484930.4
申请日：2013-10-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于动力定位船舶控制领域，具体涉及一种基于渐近导引的船舶定位控制方法。本发明包括：（1）确定船舶的目标艏向和目标位置；（2）计算实时的期望位置和艏向；（3）根据当前的北位置、东位置和艏向，目标北位置、东位置、艏向，船舶纵向和横向的瞬时速度和顺数回转率和环境干扰产生的纵向力、横向力和力矩计算需要的纵向力、横向力、转艏时所需的力矩和北向、东向的位置偏差和艏向偏差。本发明基于渐近导引和控制设计了定位的控制方法。该方法得到的力矩和推力变化平缓，可以保证在推进器的限额范围内，从而使船舶平稳地到达目标位置，不会出现振荡，且定位精度更高。
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