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公开(公告)号：CN117234086A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311374030.4
申请日：2023-10-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种全垫升气垫船航速航向指定时间快速控制方法，包括：建立全垫升气垫船纵向航速数学模型和航向回转数学模型；分别引入航速偏差函数及其导数和航向偏差函数及其导数，建立纵向航速偏差数学模型和航向回转偏差数学模型；根据有限时间理论和参量李雅普诺夫理论设计全垫升气垫船指定时间时变反馈航速控制器，使全垫升气垫船在设定时间内完成跟踪期望航速的任务；根据有限时间理论和参量李雅普诺夫理论设计全垫升气垫船指定时间时变反馈航向控制器，使全垫升气垫船在设定时间内完成跟踪期望艏向的任务。本发明实现了全垫升气垫船在指定时间内快速收敛到期望航速和航向，能够提前预设收敛时间，此外还有效抑制了全垫升气垫船的抖振现象。
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公开(公告)号：CN110398961B
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN201910613554.1
申请日：2019-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶领域，公开了一种气垫船航迹保持舵桨协同控制与分配方法，包含如下步骤：步骤(1)：获得气垫船当前的位置和当前的艏向角，计算出气垫船的位置偏差和艏向角偏差；步骤(2)：采用PID控制器，将位置偏差信号传递给航迹控制器，将艏向角偏差信号传递给航向控制器；步骤(3)：对遗传算法中的选择算子和交叉规则进行改进，使用改进后的遗传算法对航迹控制器和航向控制器进行参数寻优；步骤(4)：添加故障补偿环节对串接链控制分配模块进行改进，将进行参数寻优后的航迹控制器和航向控制器的输出指令传递到改进后的串接链控制分配模块进行舵桨推力分配。本发明克制了早熟现象，避免了出现局部最优解的问题，提高了可靠性。
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公开(公告)号：CN112506192B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202011336455.2
申请日：2020-11-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种针对全回转推进器故障的动力定位船容错控制方法，包括如下步骤：步骤一：根据推进器推力分配基本原理，构造全回转推进器故障描述模型；步骤二：基于动力定位船水面三自由度模型设计非线性扰动观测器；步骤三：构造典型故障下的非线性容错控制器，并加入扰动补偿。本发明本针对带有全回转推进器故障的动力定位船提出了一种基于扰动观测器的容错控制方法，设计一种能描述三种推进器故障的模型，应用于滑模控制律中提高系统容错能力和稳定性，并结合扰动观测器加强了系统的抗干扰能力和安全性能。
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公开(公告)号：CN111580523A
公开(公告)日：2020-08-25
申请号：CN202010427071.5
申请日：2020-05-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于侧滑角补偿的无人艇路径跟踪自抗扰控制方法。本发明设计的ELOS导引算法采用侧滑角观测器对时变未知侧滑角进行估计和补偿，避免了传统导引算法在侧滑角未知条件下存在路径跟踪误差较大的问题，减少了无人艇上测量装置的数量，经济实用，提高了系统的冗余性。本发明设计的艏向及纵向速度动态面自抗扰控制器能够使无人艇跟踪期望路径时有较快的误差收敛速度和较高的跟踪精度；设计的跟踪微分器对艏向角和纵向速度的期望值有较快的跟踪速度；采用的线性扩张状态观测器能够很好地估计纵向风力和转艏风力矩；采用动态面控制避免了反步法存在的“微分爆炸”问题。
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公开(公告)号：CN111026126A
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201911372167.X
申请日：2019-12-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇全局路径规划领域，具体涉及一种基于改进蚁群算法的无人艇全局路径多目标规划方法，包括以下步骤：利用Maklink图论建立海上环境地图模型；改进路径启发信息策略，得到路径平均值；设计蚂蚁信息素挥发自适应调整策略；设计局部信息素更新和全局信息素更新结合策略；通过无人艇的艏向角偏差因子改进蚁群搜索下一节点状态转移概率；综合全局路径长度最短、改进蚁群算法优化迭代次数最少和路径平滑系数最低等要求，设计评价函数。本发明综合考虑无人艇海上航行的全局路径距离、改进蚁群算法优化全局路径的迭代次数和所规划全局路径的平滑系数等多目标，最终规划出最优的无人艇海上航行最优全局路径，并且有较高的安全性。
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Patent Agency Ranking
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：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：CN104691534A
公开(公告)日：2015-06-10
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：CN113867352B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202111151049.3
申请日：2021-09-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43
Abstract: 本发明公开了一种全垫升气垫船路径跟踪方法，包括：建立全垫升气垫船航迹向控制数学模型和纵向速度控制数学模型；设计SFLOS的曲线路径导引算法，得到路径参数更新率#imgabs0#和期望航迹角ψwd；分别设计扩张状态观测器观测外界不确定性干扰；运用积分型障碍李亚普诺夫函数设计转艏力矩控制律对回转率进行约束，使得回转率在安全限界内，全垫升气垫船的实际航迹角跟踪期望航迹角ψwd；运用对称型对数型障碍李亚普诺夫函数设计纵向推力控制律对侧滑角进行约束，使得侧滑角在安全限界内，全垫升气垫船的实际纵向速度跟踪期望纵向速度。本发明实现了全垫升气垫船在跟踪上期望路径的前提下保证回转率和侧滑角分别在各自的安全限界以内。
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公开(公告)号：CN113156965A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110480855.9
申请日：2021-04-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及气垫船运动控制领域，具体涉及的是一种基于纵向速度规划的气垫船高速回转控制方法。本发明采用基于侧滑角约束的航速规划方法解决了气垫船采用传统非线性反馈控制在高速回转时的失速问题，能够保证气垫船在回转的同时实现精确的航速跟踪，提高了气垫船的机动性和作业能力，本发明在保证气垫船在高速回转过程中准确跟踪期望艏向的同时避免回转率过大导致的甩尾现象，提高了气垫船在高速回转时的可靠性和安全性。
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