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公开(公告)号：CN118605188B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411082539.6
申请日：2024-08-08
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明涉及水下航行器运动控制技术领域，具体公开了参数自适应的水下航行器航向最优控制方法、系统及产品，方法包括：获取指令航向角，以及水下航行器的航行速度、实际航向角和转艏角速度；根据所述航行速度，选取对应的A系数矩阵和B系数矩阵；将所述A系数矩阵和B系数矩阵输入卷积神经网络，计算得到R矩阵和Q矩阵；根据所述指令航向角、航行速度、实际航向角、转艏角速度、A系数矩阵、B系数矩阵、R矩阵和Q矩阵，进行最优控制调节，计算得到舵角信号，根据所述舵角信号控制水下航行器的航向。本发明实现了水下航行器航向的自适应最优控制，减少了算法实现过程中的人员参与，提高了算法的可靠性，具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN118331284B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410758928.X
申请日：2024-06-13
IPC分类号： G05D1/43
摘要： 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及一种基于自适应角速率解算的船舶航向控制方法，包括如下步骤：实时获取船舶的航向、舵角及航速信号；对船舶运动方程进行在线辨识，得到特定航速下的回转性指数及特定航速下的应舵指数；将船舶运动方程无因次化，得到无因次回转性指数及无因次应舵指数；计算实时航速下的回转性指数及实时航速下的应舵指数，并构建航向状态观测模型，解算自适应角速率；计算指令舵角，根据计算的指令舵角进行船舶航向控制。本发明提供的方法有利于减少操舵频次，减小机械磨损，降低船舱噪音。
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公开(公告)号：CN118331285B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410760284.8
申请日：2024-06-13
IPC分类号： G05D1/43
摘要： 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及基于操纵杆位移信号的槽道式水下无人航行器控位方法，包括如下步骤：将各操纵杆的位移量与控位的参数一一对应；计算槽道式水下无人航行器控位参数，并确定相应参数的最大值；根据相应参数的最大值解算相应的指令参数；根据指令参数解算各辅助推进器指令转速；根据解算的各辅助推进器指令转速驱动槽道式推进器动作，实现槽道式水下无人航行器的人工控位。本发明提供的方法提升了岸上操纵人员对槽道式水下无人航行器进行动力定位人工操纵的便利性，并且保证了槽道式水下无人航行器的控位稳定性。
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公开(公告)号：CN118331285A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410760284.8
申请日：2024-06-13
IPC分类号： G05D1/43
摘要： 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及基于操纵杆位移信号的槽道式水下无人航行器控位方法，包括如下步骤：将各操纵杆的位移量与控位的参数一一对应；计算槽道式水下无人航行器控位参数，并确定相应参数的最大值；根据相应参数的最大值解算相应的指令参数；根据指令参数解算各辅助推进器指令转速；根据解算的各辅助推进器指令转速驱动槽道式推进器动作，实现槽道式水下无人航行器的人工控位。本发明提供的方法提升了岸上操纵人员对槽道式水下无人航行器进行动力定位人工操纵的便利性，并且保证了槽道式水下无人航行器的控位稳定性。
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公开(公告)号：CN118331284A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410758928.X
申请日：2024-06-13
IPC分类号： G05D1/43
摘要： 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及一种基于自适应角速率解算的船舶航向控制方法，包括如下步骤：实时获取船舶的航向、舵角及航速信号；对船舶运动方程进行在线辨识，得到特定航速下的回转性指数及特定航速下的应舵指数；将船舶运动方程无因次化，得到无因次回转性指数及无因次应舵指数；计算实时航速下的回转性指数及实时航速下的应舵指数，并构建航向状态观测模型，解算自适应角速率；计算指令舵角，根据计算的指令舵角进行船舶航向控制。本发明提供的方法有利于减少操舵频次，减小机械磨损，降低船舱噪音。
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公开(公告)号：CN118605540B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411037486.6
申请日：2024-07-31
摘要： 本发明属于船舶运动控制技术领域，尤其涉及一种自适应各种海洋环境的航行操舵控制方法，收集船舶的实时运动数据；对收集的实时运动数据进行傅里叶变换；通过傅里叶变换结果得到船舶运动响应主频率、海况响应主频率，为避免共振设计，确定初步船舶航向、初步航速；根据初步船舶航向、初步航速，设定初步的船体姿态；在初步的船体姿态下，设计自适应操舵控制算法，所述自适应操舵控制算法通过船舶的非线性动态和观测模型求得系统状态向量的估计值；通过系统状态向量的估计值及船体控制指令，得到舵角。该方法通过分析船舶运动信号，自动调整无迹卡尔曼滤波器参数实现对船舶状态滤波信号，达到各海洋环境下操舵自适应。
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公开(公告)号：CN118466174B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202410924555.9
申请日：2024-07-11
IPC分类号： G05B11/42
摘要： 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及基于自回归模型预测比例积分微分的船舶定向控制方法，包括如下步骤：建立船舶舵角与航向的输入输出运动模型；采用自回归模型作为船舶海浪干扰下的预测模型，计算船舶海浪干扰下的预测模型参数；计算船舶航向控制的预测比例积分微分参数，预测船舶未来时刻的航向，结合船舶航向控制的预测比例积分微分参数及预测的船舶未来时刻的航向计算方向舵指令舵角；船舶的舵机根据计算的方向舵指令舵角对船舶进行定向控制。本发明提供的方法可以提前操舵补偿海浪干扰的作用，使船舶在海浪干扰下的航向得以自动稳定控制，提升了船舶在高海况下航行的稳定性和安全性。
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公开(公告)号：CN118625843A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202411098424.6
申请日：2024-08-12
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明涉及水下航行器运动控制技术领域，提供一种分离式舵水下航行器单舵卡应急控制方法，包括：建立航行器的六自由度运动模型；通过对航行器六自由度运动模型进行线性化处理，获得第一航行器垂直面线性运动方程；基于第一航行器垂直面线性运动方程，采用最优控制方法进行双水平舵控制时的控制器设计，根据监测舵角、舵角指令与舵速之间的关系，设计舵卡检测算法；通过舵卡检测算法判断发生舵卡时，建立第二航行器垂直面线性运动方程；基于第二航行器垂直面线性运动方程，采用最优控制方法进行单水平舵控制时的控制器设计。本发明通过单水平舵舵卡发生后立即进行控制律重构，降低分离式舵航行器单舵卡时的失控风险，提高航行器的航行安全性。
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公开(公告)号：CN118605586A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202411082606.4
申请日：2024-08-08
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明涉及水下航行器运动控制技术领域，具体公开了一种基于卷积神经网络的水下航行器定位控制方法及系统，方法包括：设定航行器定位的目标航向和目标位置；获取航行器的实际航向、实际位置和状态参数；将目标航向、目标位置、实际航向、实际位置和状态参数输入训练好的卷积神经网络模型，输出辅助推进器的转速指令和方向角指令；根据转速指令和方向角指令，控制辅助推进器工作，实现水下航行器定位控制。本发明采用卷积神经网络，将控制指令解算环节与推力分配环节融合为一个模型，提高了控制指令解算与推力分配过程的协同性，同时可以避免推力分配算法在实际应用中进行大量的实时遍历运算，在保证分配准确率的同时提高了算法实时性。
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公开(公告)号：CN118605540A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202411037486.6
申请日：2024-07-31
摘要： 本发明属于船舶运动控制技术领域，尤其涉及一种自适应各种海洋环境的航行操舵控制方法，收集船舶的实时运动数据；对收集的实时运动数据进行傅里叶变换；通过傅里叶变换结果得到船舶运动响应主频率、海况响应主频率，为避免共振设计，确定初步船舶航向、初步航速；根据初步船舶航向、初步航速，设定初步的船体姿态；在初步的船体姿态下，设计自适应操舵控制算法，所述自适应操舵控制算法通过船舶的非线性动态和观测模型求得系统状态向量的估计值；通过系统状态向量的估计值及船体控制指令，得到舵角。该方法通过分析船舶运动信号，自动调整无迹卡尔曼滤波器参数实现对船舶状态滤波信号，达到各海洋环境下操舵自适应。
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