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公开(公告)号：CN112327883A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011359004.0
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于扩张状态观测器的欠驱动水面船路径跟踪控制方法。本发明设计了三阶扩张状态观测器，可同时观测出欠驱动水面船的速度以及由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的未知合成干扰。本发明设计了基于速度观测值的LOS导引律和路径跟踪抗饱和输出反馈控制器，实现了欠驱动水面船在执行器输入饱和以及速度测量值未知条件下的路径跟踪鲁棒控制。本发明实现了欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、速度测量值未知以及执行器输入饱和的情况下，能够以期望速度跟踪期望路径，并且跟踪误差最终均能收敛于零附近。
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公开(公告)号：CN108594639B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810261836.5
申请日：2018-03-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于强化学习的全垫升气垫船航迹跟踪控制方法。1.建立全垫升气垫船四自由度运动学模型和动力学模型；2.运用PID控制实现全垫升气垫船的航向控制；3.运用滑模控制实现全垫升气垫船的航速控制。4.运用LOS法实现全垫升气垫船的航迹跟踪；5.运用RBF神经网络实现参数调优，最终实现理想的全垫升气垫船航迹跟踪控制。本发明所述的航迹跟踪控制控制方法，不依赖于被控对象和环境，方法实现简单，抗干扰能力强，控制效果出色，相较于传统的航迹跟踪控制器其算法更加智能，自适应性更强，鲁棒性能更好，跟踪效果更加平滑，跟踪误差小。
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公开(公告)号：CN108521626B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201810188711.4
申请日：2018-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多传感网络的水上搜救定位方法，属于多传感器网络技术领域。本发明包括：传感器节点位置的获取，通过GPS和无线通信实时获取并交换自身位置坐标信息；建立传感器节点受力模型，将传感器节点抽象成势力场中的粒子，分析传感器节点间力的作用控制传感器节点的移动方向和距离；基于改进虚拟力算法的多传感器网络区域覆盖。本发明可以使多传感器网络实现区域的无缝覆盖，并对覆盖区域进行数据收集；光电成像系统利用灰度及温度差异确定搜索目标，利用三边定位算法确定并反馈目标坐标位置信息。
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公开(公告)号：CN110032184A
公开(公告)日：2019-07-19
申请号：CN201910185329.2
申请日：2019-03-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及海事智能交通技术无人艇避碰领域，具体涉及一种基于遗传与滑动窗口法的水上无人艇避碰方法。步骤一：水上无人艇进行全局动态路径规划，步骤二：水上无人艇对动态障碍物进行分析，步骤三：水上无人艇进行滑动窗口算法避障，步骤四：水上无人艇继续行驶重复以上步骤；相对于传统的路径规划，本发明将遗传算法和滑动窗口算法相结合形成动态避碰的路径规划，其路径规划更有效、快速、稳定。
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公开(公告)号：CN109933067A
公开(公告)日：2019-06-25
申请号：CN201910185335.8
申请日：2019-03-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及海事智能交通技术无人艇避碰领域，具体涉及一种基于遗传算法和粒子群算法的无人艇避碰方法。首先进行无人艇避碰路径规划中相关参数及避碰约束规则的研究，然后进行基于遗传算法的水面无人艇规避静态障碍物的路径规划，最后进行基于遗传算法与粒子群算法相结合的动态避碰路径规划，完成路径优化，输出可行的避碰路径并复航；相对于传统的无人艇避碰技术，本发明能够得到最优的路径规划，精准地避免碰撞，确保无人艇安全到达目标点。
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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：CN105235676B
公开(公告)日：2017-08-04
申请号：CN201510616202.3
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于控制分配气垫船多操纵面协调控制方法。轨迹产生控制器通过人机接口设定气垫船航行的轨迹；比较器把轨迹产生控制器得到期望位置、航向与GPS、平台罗经的当前实际位置、航向进行比较得到位置、航向偏差；控制器根据位置、航向偏差计算得纵向、横向的合力和转艏力矩，发送给控制分配控制器；控制分配控制器将控制器输出的纵向、横向合力和转艏合力矩分配给个操纵面执行机构以协调各个操纵面的工作。本发明通过控制分配控制器可以将控制器输出的合力和合力矩合理地分配到各个操纵面上，以实现对气垫船的多操纵面协调控制，从而达到气垫船安全航行的目的，同时减轻了人工操舵的工作强度和精神负担。
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公开(公告)号：CN105807614A
公开(公告)日：2016-07-27
申请号：CN201610168483.5
申请日：2016-03-23
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利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法。(1)外层广义监督器监督气垫船控制系统的模拟量信号，并对所述模拟量信号进行分级量化；(2)对不同环境和船体姿态信息下制定出控制类，在每个控制类内层又包括操纵面协调控制的控制方案组合；(3)通过分级量化得到相应激活权值的输出，即信号yj，激活响应的第j个控制类，并根据期望输出信号和实际输出信号的偏差大小，对外层连接权值进行更新；(4)控制类内部通过滞留切换逻辑执行对应的多操纵面协调控制方案，并对控制方案进行实时更新。本发明较普通控制方法更加有效，使气垫船的回转更加稳定和快速。
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公开(公告)号：CN105204508A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616204.2
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于航向与回转率协调控制策略的气垫船航向控制方法。包括航向-回转率协调控制模块、比较器和航向控制器；航向-回转率协调控制模块，通过协调控制策略，根据回转率的界限和当前的实际航向角计算出当前时刻的期望航向角；比较器将期望航向角与实际测得的航向值进行比较得到航向偏差；航向控制器根据航向偏差计算得到控制指令，从而使气垫船所受力矩改变，达到设定回转率。本发明在完成航向控制的同时又能实现对回转率的限制，避免了由于航向控制器与回转率控制器之间的切换造成的系统不稳定，降低了航向-回转率协调控制器的复杂程度。
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