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公开(公告)号:CN107942688A
公开(公告)日:2018-04-20
申请号:CN201810010308.2
申请日:2018-01-05
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水中航行器用遗忘因子式无模型自适应航向控制方法。一:下达期望航向状态指令;二:通过罗经测得当前实际航向状态,计算误差的绝对值e(k),若e(k)小于一个期望常数e0、且稳定一段时间,则认为实际航向稳定收敛到期望航向并结束循环,否则进入步骤三;三:将e(k)作为遗忘因子式MFAC航向控制器的输入,解算出期望输入;所述遗忘因子式MFAC航向控制器是在MFAC航向控制器的基础上,用β×u(k-1)代替MFAC航向控制器中的u(k-1);四:将期望输入指令下达到执行机构,执行期望输入指令,同时在外界环境干扰共同作用下,水中航行器不断调整航向,并转到步骤二,直到水中航行器航向稳定收敛到期望航向。本发明能够避免航向出现大的超调或震荡现象。
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公开(公告)号:CN105841869A
公开(公告)日:2016-08-10
申请号:CN201610416349.2
申请日:2016-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种波浪滑翔器浮体受力监测装置及受力计算方法,装置包括上固定环、下固定环和三个压力传感器,上固定环由上圆环和具有锥形内表面的下圆环组成,下固定环由下圆环和具有锥形外表面的上圆环组成,且上固定环的锥形内表面和下固定环的锥形外表面上均对称设置有三个螺孔,每个压力传感器通过两个端部设置的双头螺丝安装在对应的一对螺孔中。本发明不但可以用于浮体部分受力数据采集,还可用于系索另一端来研究水下滑翔体的受力情况,且本发明结构简单可靠,计算误差小,耗电量低,可为波浪滑翔器的运动控制提供重要的参考数据。
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公开(公告)号:CN108460206B
公开(公告)日:2022-03-18
申请号:CN201810165098.4
申请日:2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/28 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种波浪滑翔器运动预测方法,属于海洋航行器波浪滑翔器的动力学建模领域。本发明包括:建立坐标系,选取自由度;计算刚体质量矩阵与附加力;计算科氏力矩阵;计算惯性水动力矩阵;计算类科氏力矩阵;计算回复力矩阵;计算包含推力、舵力的控制力矩阵;计算包含粘性水动力,风浪流力的阻尼力矩阵;求解波浪滑翔器合力;合力与刚体质量矩阵的逆阵相乘,计算广义加速度;进行数值积分求解广义速度,并进一步求解姿态角以及波浪滑翔器在大地坐标系下的位置。本发明提供的波浪滑翔器运动预测方法,物理意义清晰,分析计算简单,能够有效反映波浪滑翔器的动力学特性,能够有效预测波浪滑翔器的运动状态。
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公开(公告)号:CN109782774B
公开(公告)日:2021-08-20
申请号:CN201910191105.2
申请日:2019-03-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提出了一种基于积分法的艏摇响应参数在线辨识方法,属于海洋航行器操纵性模型技术领域,适用于舰船及波浪滑翔器。本方法首先设置积分区间的时间长度,将操纵响应方程对时间积分,得到积分的舰船操纵响应方程;之后设置准则函数,并通过权重系数调节准则函数中参数的相对权重;然后将准则函数根据当前时刻主参数的估计值求极小值,加入步长因子,迭代修正当前时刻主参数的估计值,最后重复以上步骤,直至收到估计过程结束指令,保证估计过程中所述主参数遍历操纵响应方程中所有待估参数。本方法通过实际航行数据实时修正艏摇响应参数,避免了机理建模的困难,保证了艏摇响应参数对舰船或波浪滑翔器操纵性能的真实反映。
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公开(公告)号:CN109062236B
公开(公告)日:2021-04-20
申请号:CN201811017272.7
申请日:2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开了波浪滑翔器自适应浮体艏向控制方法,属于海洋航行器运动控制技术领域。本发明利用波浪滑翔器的实际航行数据实时规划潜体期望艏向,通过对潜体的艏向控制间接实现波浪滑翔器的浮体艏向控制,克服了浮体艏向响应滞后导致的控制系统不稳定的问题,并且能够消除环境干扰带来的稳态误差,有效提高波浪滑翔器的浮体艏向控制的能力。本发明结构简单,易于实现,且不依赖于精确的数学模型,在不确定性外界环境干扰下具有较强的自适应性。
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公开(公告)号:CN108469731B
公开(公告)日:2020-12-22
申请号:CN201810165859.6
申请日:2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种波浪滑翔器故障监测与鲁棒控制方法,属于波浪滑翔器控制领域,包含如下步骤:波浪滑翔器主控计算机在每个控制节拍读取一次各设备发送来的数据,并存储;主控计算机对n个控制节拍的数据进行分析,判别是否发生故障;主控计算机进行综合分析,判断波浪滑翔器系缆是否发生断裂;主控计算机针对波浪滑翔器的故障情况,根据鲁棒控制方法,对波浪滑翔器进行运动控制;利用无线电模块,将波浪滑翔器运行状态信息按通信协议反馈至母船,进入下一设备故障检测周期。本发明能够对波浪滑翔器所搭载的传感器等设备的工作状态进行故障检测,并能判断波浪滑翔器系缆是否发生断裂,利用鲁棒控制方法,提升了波浪滑翔器在设备故障时的生存能力。
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公开(公告)号:CN108319128B
公开(公告)日:2020-12-08
申请号:CN201810165857.7
申请日:2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B9/03
Abstract: 本发明公开了一种具有应急功能的波浪滑翔器容错控制系统及方法,属于波浪滑翔器控制领域,包括主控系统,应急控制系统,通信系统,传感器系统和舵机;主控系统包括主控计算机;应急控制系统包括监控计算机和第一继电器;通信系统包括铱星模块、铱星天线、GPS天线、AIS通信模块;主控系统与传感器系统间采用串口通信,主控系统与监控计算机间采用串口通信,监控计算机与主控系统通过第一继电器连接,应急控制系统与舵机间采用串口通信,应急控制系统与铱星模块采用串口通信,应急控制系统与AIS通信模块通过第二继电器连接;铱星模块具有GPS接口,铱星接口;铱星天线通过铱星接口与铱星模块连接;GPS天线通过GPS接口与铱星模块连接。本发明运行稳定性高,容错性强,具有自我修复能力,显著降低了波浪滑翔器失踪失联的风险。
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公开(公告)号:CN112034866A
公开(公告)日:2020-12-04
申请号:CN202010978533.2
申请日:2020-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供了一种水下机器人跟踪制导的方法及装置,涉及跟踪制导技术领域,包括:获取水下机器人的水下深度,以及跟随设备与水下机器人的相对距离;根据水下深度和相对距离,确定水下机器人所属的跟踪区域;根据水下机器人所属的跟踪区域,控制跟随设备当前时刻的速度和/或艏向角。本发明利用水下深度和相对距离准确反映跟随设备和水下机器人的相对关系的变化,根据两者之间不同的相对关系,相应控制跟随设备当前时刻的速度和/或艏向角,以此保证对运动轨迹未知的水下机器人进行实时有效的跟踪。
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公开(公告)号:CN111976886A
公开(公告)日:2020-11-24
申请号:CN202010891297.0
申请日:2020-08-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于波浪能驱动海洋航行器领域,具体涉及一种带有翼板限位角调节控制装置的水翼及波浪驱动无人艇。船体纵摇运动能量捕获与转化装置位于首部及尾部,捕获船体纵摇运动能量用于限位调节。翼板限位角调节控制装置位于左右翼板之间的支架内,水翼旋转时通过翼板限位角调节控制装置限定转动角度幅值。转角控制装置通过电动推杆控制。控制系统依据感知的波浪运动给出需要的转角幅值,通过电动推杆的伸缩控制限位装置的旋转角度。当波浪能航行器在不同波高与波长的海浪中航行,根据预先设定的转角需要,调整水翼转动运动的限位角度幅值,可以适应不同海况,保证水翼在各种海况下提供推力,大幅提高波浪能的综合利用效率。
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公开(公告)号:CN106990787B
公开(公告)日:2020-09-25
申请号:CN201710344523.1
申请日:2017-05-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种上下体艏向信息融合的波浪滑翔器航点跟踪方法。波浪滑翔器的舵机安装于潜体,舵机由主计算机控制,可直接控制潜体的转向,浮体的转向由潜体的拖曳力提供。浮体与潜体分别安装一个艏向传感器,测量浮体艏向ψF,潜体艏向ψG,并传至主计算机,主计算机完成波浪滑翔器浮体潜体的艏向信息融合,结合航行过程中的动态特征修正期望航向角,完成航点跟踪任务。本发明提供的方法能够有效避免波浪滑翔器刚柔多体系联结构特有的柔链缠绕现象,提高波浪滑翔器的航向控制性能,以及风、流等外界干扰力下的航点跟踪能力。
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