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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：CN118573321B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411047851.1
申请日：2024-08-01
摘要： 本发明属于船舶控制嵌入式数据处理设计方法，提供船舶控制用分布式系统数据时序记录的一种船用总线控制系统的数据处理方法。主节点向总线发送时间作为全系统记录数据时间戳；主节点数据准备后，进行时间发送与数据记录；从节点数据准备与记录任务，并将主节点时间数据一并写入记录缓存数据，以本次主节点时间数据的发送时间标记数据时间；执行记录数据还原处理主任务，实现相同时间标记内分散数据的时序对齐。分布式记录数据还原后可得到更精确的时序关系，能够更准确地分析船舶操作指令的合理性，以及系统的控制响应特性；系统内节点不需处理校时任务，从节点无需具备RTC实时时钟模块保证其可靠运行，降低船舶控制系统研制和运维成本。
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公开(公告)号：CN118625842A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202411097178.2
申请日：2024-08-12
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及一种水下航行器悬停状态下定向的控制方法，包括如下步骤：建立水下航行器悬停水平面线性运动方程；针对水下航行器悬停水平面线性运动方程建立状态观测器模型，并根据状态观测器模型对水下航行器运动状态信号进行提取；考虑海洋环境干扰，建立水下航行器悬停状态下航向控制器模型；对水下航行器悬停状态下航向控制器的连续控制指令进行离散化，按照离散化结果控制执行机构电机动作控制水下航行器的航向。本发明提供的方法可以补偿洋流干扰的影响，实现了水下航行器悬停状态下高精度定向控制，并且降低了执行机构的操纵频次，从而降低了能量消耗。
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公开(公告)号：CN118560664A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202411037399.0
申请日：2024-07-31
摘要： 本发明涉及舰船操控技术领域，尤其涉及一种基于示功图的水下航行器舵装置故障检测方法，在系统无故障状态下，航行器正常工作，绘制舵机的正常状态示功图，其中x轴坐标为舵机位置，y轴坐标为舵机油缸A口压力、舵机油缸B口压力的压力差的无因次处理参数；舵机使用过程中，获取舵机使用过程中操作段的使用状态示功图；根据舵机使用过程中获取到的使用状态示功图，对该操作段的使用状态示功图中计算曲线与x轴所围区域面积，与系统无故障情况下的相同操作段的正常状态示功图中面积进行对比，若偏差大于预设的阈值，则出现舵面损伤故障。此方法能够快速的对舵面损伤、舵面不随舵机运动进行故障检测，且检测准确，稳定，确保了船舶的航行安全。
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公开(公告)号：CN118573321A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202411047851.1
申请日：2024-08-01
摘要： 本发明属于船舶控制嵌入式数据处理设计方法，提供船舶控制用分布式系统数据时序记录的一种船用总线控制系统的数据处理方法。主节点向总线发送时间作为全系统记录数据时间戳；主节点数据准备后，进行时间发送与数据记录；从节点数据准备与记录任务，并将主节点时间数据一并写入记录缓存数据，以本次主节点时间数据的发送时间标记数据时间；执行记录数据还原处理主任务，实现相同时间标记内分散数据的时序对齐。分布式记录数据还原后可得到更精确的时序关系，能够更准确地分析船舶操作指令的合理性，以及系统的控制响应特性；系统内节点不需处理校时任务，从节点无需具备RTC实时时钟模块保证其可靠运行，降低船舶控制系统研制和运维成本。
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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：CN118643594B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411097206.0
申请日：2024-08-12
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/28 , G06F119/14
摘要： 本发明涉及船舶运动控制技术领域，提供一种基于卡尔曼滤波器的海水密度梯度估计方法、设备及介质，该方法包括：建立水下航行器零航速垂向运动方程；对垂向运动方程进行线性化，基于线性化运动方程设计二次最优调节器；通过对线性化运动方程进行扩张，获得卡尔曼滤波器，对垂向加速度、垂向速度以及浮力不均衡量进行估计，获得卡尔曼滤波器观测状态量；通过对控制指令进行离散化，获得离散化的控制开关信号；根据离散化的控制开关信号以及卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场。本发明基于卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场，快速精准的获取海洋密度梯度场，实现水下航行器无航速无动力悬停控制，观测精度可达十万分之一。
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公开(公告)号：CN118643594A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202411097206.0
申请日：2024-08-12
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/28 , G06F119/14
摘要： 本发明涉及船舶运动控制技术领域，提供一种基于卡尔曼滤波器的海水密度梯度估计方法、设备及介质，该方法包括：建立水下航行器零航速垂向运动方程；对垂向运动方程进行线性化，基于线性化运动方程设计二次最优调节器；通过对线性化运动方程进行扩张，获得卡尔曼滤波器，对垂向加速度、垂向速度以及浮力不均衡量进行估计，获得卡尔曼滤波器观测状态量；通过对控制指令进行离散化，获得离散化的控制开关信号；根据离散化的控制开关信号以及卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场。本发明基于卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场，快速精准的获取海洋密度梯度场，实现水下航行器无航速无动力悬停控制，观测精度可达十万分之一。
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公开(公告)号：CN118625849A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202411111299.8
申请日：2024-08-14
摘要： 本发明涉及水下航行器的运动控制领域，提供一种基于分离式艉舵的水下航行器横倾控制方法，采用分离型船舶运动模型的建模方法，建立以分离式艉舵差动舵角为输入、水下航行器横倾角为输出的横倾运动状态空间模型；采用最小二乘法对横倾运动状态空间模型进行参数辨识，采用极点配置方法，对辨识后的横倾运动状态空间模型进行观测器设计，获得水下航行器的横倾角速率值；采用最优控制方法设计最优控制器；通过最优控制器解算分离式艉舵指令差动舵角值，通过分离式艉舵指令差动舵角值驱动分离式艉舵完成横倾运动的闭环控制。本发明通过分离式艉舵的差动控制，实现了水下航行器回转时的横倾控制，提高了横倾控制的控制精度。
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