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公开(公告)号：CN117872910A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410084011.6
申请日：2024-01-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明一种障碍环境下无人艇多对一协同追捕控制器设计方法，包括以下步骤：考虑未知系统动态和复杂环境扰动，构建追踪无人艇的运动学方程和动力学方程，以及逃逸无人艇的运动学方程；基于逃逸无人艇位置的位置，实现多个虚拟追踪者对逃逸无人艇位置和速度的估计；基于包围算法、接近算法与权衡算法，设计多个虚拟追踪者对逃逸无人艇分布式协同追捕策略；基于分布式协同追捕策略，得到虚拟追踪者的追捕速度；构建控制障碍函数，生成最优轨迹生成器，避免协同追捕过程中的避碰；基于视距制导律，无人艇系统给定的速度信号，设计扩张状态观测器；基于视距制导律、扩张状态观测器设计无模型控制律，实现多个无人艇对一个逃逸无人艇的追捕控制。
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公开(公告)号：CN117647978A
公开(公告)日：2024-03-05
申请号：CN202311152091.6
申请日：2023-09-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/692 , G05D1/247 , G05D1/648 , G05D109/10
Abstract: 本发明提供一种带有输入量化的无人机/无人船舶异构编队控制方法，包括：对异构智能体进行模型统一，设计统一的异构多代理系统模型；在水平平面上，对编队控制器进行分布式构造，设计运动学制导系统与动力学控制跟踪系统，并将运动学制导信号用作为动力学控制系统的跟踪信号；在垂直平面上设计UAV高度跟踪控制系统；对于在系统中存在的不确定项及外界干扰，利用扩张状态观测器进行估计；均值量化器对控制系统中的控制输入进行量化，量化后的控制信息用于动力学系统，并且本发明在量化过程中考虑了自适应律，自适应律用于对量化参数进行估计，使得所设计的动力学控制律不依赖于量化信息，无需预知量化程度,量化参数可以根据系统性能需要自行调整。
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公开(公告)号：CN117539239A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311184319.X
申请日：2023-09-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种基于元学习的无人艇轨迹跟踪控制器结构及控制方法，涉及无人艇轨迹跟踪控制技术领域，结构包括运动学控制器、动力学控制器、元学习预估器、学习的基函数和c个环境条件数据集；所述动力学控制器的输入端分别与运动学控制器、元学习预估器的输出端相连，所述动力学控制器的输出端分别与无人艇模型和c个环境条件数据集的输入端相连；所述元学习预估器的输入端分别与学习的基函数和无人艇模型的输出端相连，所述元学习预估器的输出端与所述动力学控制器的输入端相连；本发明用元学习技术精确刻画无人艇与环境交互过程中的复杂动态特征，形成有效的船舶模型特征和海洋环境特征知识表达，有效提高无人艇在不同环境下的适应性。
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公开(公告)号：CN113110467B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202110437078.X
申请日：2021-04-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种切换通讯拓扑下无人船编队规划与制导方法及系统，系统包括路径导引包含运动生成器模块、分布式路径参数更新模块、双偶极向量场模块、基于向量场的制导律模块以及通讯网络；本发明采用路径导引包含运动生成器模块实现了多种包含操纵编队队形，提高了多个无人船之间协同的灵活性和对复杂的海洋环境下的适应性；采用通讯层和制导层独立分开设计，实现了通讯和制导的解耦，提高了设计和实现的灵活性；采用基于向量场的制导律来跟踪参考点，实现了欠驱动多无人船在初始暂态过程以及在编队切换的过程中的平滑过渡。
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公开(公告)号：CN117234076A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311152093.5
申请日：2023-09-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种带有事件触发机制和输入量化的无人船舶航向模糊跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息，建立无人船舶的航向控制数学模型；采用均匀量化器对控制系统中的控制输入进行量化处理，并利用线性解析模型描述输入量化过程；针对船舶模型中存在的不确定项及外部干扰，利用模糊逻辑系统进行逼近，并基于滑模控制策略设计系统控制律和自适应律；在考虑输入量化的基础上，基于事件触发驱动策略设计控制律和自适应律，以节省通信资源并减轻信号传输负担；利用级联理论证明所设计的带有事件触发机制和输入量化的无人船舶航向模糊跟踪控制系统输入到状态的稳定性，且闭环控制系统中的所有信号都是一致最终有界的。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113970887B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202111388876.4
申请日：2021-11-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于能耗最优的多水下滑翔机路径规划系统，包括水下滑翔机能耗设计模块用于计算水下滑翔机在单个滑翔周期的能耗；水下滑翔机全局路径规划模块用于获取水下滑翔机在整个航程中所需经过的路径点集合，根据总能耗最低时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径；所述水下滑翔机局部路径规划模块用于根据每艘水下滑翔机的路径，进行碰撞判断，若出现碰撞，根据人工势场法重新计算任一水下滑翔机的路径点，并根据重新计算的路径点航行，直到重新计算的路径点与路径中的路径点重合。本发明能够满足水下滑翔机集群开展三维海洋观测的路径规划需求，同时采用惩罚函数实现避障功能，并采用人工势场法解决局部区域多水下滑翔机的避碰问题。
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公开(公告)号：CN117032031A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202311047769.4
申请日：2023-08-18
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种模块化集成无人艇控制器硬件系统，应用于无人艇控制技术领域，本发明硬件系统包括飞控模块、树莓派模块、网桥模块、通信模块、电源模块、外设接口和开关部分；本发明采用模块化设计方法，将飞控模块外设接口进行独立PCB电路板设计；本发明利用PCB电路设计方法，把飞控模块外设接口PCB电路板接口同树莓派模块接口、网桥模块接口、通信模块接口、电源模块、外设接口、开关部分分区域设计主PCB电路板，以确保电路信号干扰小，硬件系统模块化集成度高；该硬件系统有效解决了无人艇内部控制线路复杂和组装维修困难的缺陷。
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公开(公告)号：CN112882473B
公开(公告)日：2023-11-07
申请号：CN202110098948.5
申请日：2021-01-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种事件触发的无人艇集群分布式协同控制器，通过基于事件触发的通讯方式，无人艇仅当满足预设事件时，才向通讯网络发送自身信息，实现了非周期的信息发送，从而减少信息发送频率，减轻无人艇通讯网络的通讯负担；同时，无人艇的协同动作执行也是由事件触发的，执行器根据设定的性能按需非周期的更新，从而降低了执行器更新频率，避免执行器的连续动作，减轻无人艇的执行负担；本发明中的并行学习辨识模块，不仅能够对无人艇中的不确定非线性动态进行逼近，也可以辨识未知控制增益，从而能够在不依赖无人艇的精确信息的情况下，仍能够保持协同控制，使得协同控制更加灵活高效。
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公开(公告)号：CN113093734B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202110287295.5
申请日：2021-03-17
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种输入受限的无人船航向共融控制方法、系统及装置，包括：模型参考模块、自适应输入控制器模块、μ‑mod输入受限模块及故障感知决策模块；模型参考模块在航向系统遭遇执行器故障而引发的效率不足时，通过比较受控对象与参考模型获取两者的误差信息，从而使得航向系统的输出尽可能跟随参考模型的输出；自适应输入控制器模块包含前馈和反馈调节器，在不完全确定或局部变化的环境中，保持与环境的自适应性；μ‑mod输入受限模块通过建立虚拟缓冲区，克服输入饱和的问题，保证无人船航向控制系统能够跟随给定信号；故障感知决策模块依据监管者的置信度，对异常检测的结果加权重，拓展了自动驾驶仪单独处理异常的能力。
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公开(公告)号：CN110378057B
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN201910680209.X
申请日：2019-07-26
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种内置式永磁同步电机抗干扰控制器及其设计方法，所述的控制器包括控制器单元、非线性观测单元和执行单元。本发明设计的抗干扰控制器不依赖准确的数学模型，解决了超调问题。从仿真跟踪的效果可知没有出现超调现象，所设计的非线性观测单元具有更快的响应速度特点，将可调参数降低为两个，通过调节参数β和δ对非线性观测单元的设计，大大降低了参数调节的复杂性。本发明的非线性观测单元将把内置式永磁同步电机外部负载扰动和内部不确定部分作为总扰动，能够对总扰动、速度和位置进行准确的观测和估计，仿真结果说明能够实现良好的跟踪性能，提高了内置式永磁同步电机的动态性能和抗干扰能力，有利于在控制伺服系统中的应用。
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