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公开(公告)号：CN112394641B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202011333276.3
申请日：2020-11-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于双线程并行计算的船舶实时推力分配方法，其特征是，包括基于逻辑的推力分配算法、基于序列二次规划的推力分配优化算法和基于优化目标函数的决策方法。本发明克服了优化推力分配算法实时性差的缺点，结合了基于逻辑推力分配算法快速性的优点，在固定解算周期内当优化算法无法给出最优解时会按照优化目标给出当前条件下的次优解，具有实时性高、可靠性好的优点，同时考虑了推进器的性能、功耗及磨损等约束，为优化推力分配算法的工程应用提供了一种实用方案。
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公开(公告)号：CN113156965B
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202110480855.9
申请日：2021-04-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及气垫船运动控制领域，具体涉及的是一种基于纵向速度规划的气垫船高速回转控制方法。本发明采用基于侧滑角约束的航速规划方法解决了气垫船采用传统非线性反馈控制在高速回转时的失速问题，能够保证气垫船在回转的同时实现精确的航速跟踪，提高了气垫船的机动性和作业能力，本发明在保证气垫船在高速回转过程中准确跟踪期望艏向的同时避免回转率过大导致的甩尾现象，提高了气垫船在高速回转时的可靠性和安全性。
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公开(公告)号：CN111580523B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202010427071.5
申请日：2020-05-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于侧滑角补偿的无人艇路径跟踪自抗扰控制方法。本发明设计的ELOS导引算法采用侧滑角观测器对时变未知侧滑角进行估计和补偿，避免了传统导引算法在侧滑角未知条件下存在路径跟踪误差较大的问题，减少了无人艇上测量装置的数量，经济实用，提高了系统的冗余性。本发明设计的艏向及纵向速度动态面自抗扰控制器能够使无人艇跟踪期望路径时有较快的误差收敛速度和较高的跟踪精度；设计的跟踪微分器对艏向角和纵向速度的期望值有较快的跟踪速度；采用的线性扩张状态观测器能够很好地估计纵向风力和转艏风力矩；采用动态面控制避免了反步法存在的“微分爆炸”问题。
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公开(公告)号：CN112416005A
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202011336453.3
申请日：2020-11-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于领航者策略的多模块船自抗扰动态面协同控制方法，步骤一：根据推进能力安排合理的过渡过程，给各船跟踪位置误差；步骤二：设计DSC控制率，引入三阶积分链式微分器平滑虚拟速度并估计其微分信号；步骤三：根据自抗扰控制原理设计扩张状态观测器，进行扰动动态补偿，从而完成中间船领队的三艘动力定位船的协同控制。本发明根据推进器所能承受的能力和设定值，安排合理的过渡过程，使得控制输出平稳有界，从而使得控制率对调节参数变得不敏感，提高系统的鲁棒性；改善了DSC控制算法对噪声放大的不足并能够同时求取微分信号，根据自抗扰原理设计扩张状态观测器观测出未知扰动，进而进行输入补偿，提高了系统快速反应能力。
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公开(公告)号：CN110398961A
公开(公告)日：2019-11-01
申请号：CN201910613554.1
申请日：2019-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶领域，公开了一种气垫船航迹保持舵桨协同控制与分配方法，包含如下步骤：步骤(1)：获得气垫船当前的位置和当前的艏向角，计算出气垫船的位置偏差和艏向角偏差；步骤(2)：采用PID控制器，将位置偏差信号传递给航迹控制器，将艏向角偏差信号传递给航向控制器；步骤(3)：对遗传算法中的选择算子和交叉规则进行改进，使用改进后的遗传算法对航迹控制器和航向控制器进行参数寻优；步骤(4)：添加故障补偿环节对串接链控制分配模块进行改进，将进行参数寻优后的航迹控制器和航向控制器的输出指令传递到改进后的串接链控制分配模块进行舵桨推力分配。本发明克制了早熟现象，避免了出现局部最优解的问题，提高了可靠性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113805486B
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202111194077.3
申请日：2021-10-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种USV精确路径跟踪控制方法，步骤1：建立SF坐标系位置跟踪误差系统，设计有限时间侧滑角观测器得到侧滑角估计值；步骤2.采用FLOS导引算法，利用侧滑角估计值给出期望艏向、期望速度和路径参数的更新率；步骤3：建立艏向动态误差离散控制模型和纵向速度跟踪误差离散控制模型；步骤4：通过构造离散滑模面和离散自适应快速幂次趋近律设计艏向离散控制器和纵向速度离散控制器，并采用离散干扰估计器对外界环境力进行补偿，完成对期望艏向和期望速度在扰动下跟踪。本发明路径跟踪误差渐进收敛到零，具有全局渐进稳定性，对连续快速趋近律进行离散化并将其改进，使得稳定性与采样周期解耦，稳定性不受采样周期限制。
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公开(公告)号：CN110244077B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201910480458.4
申请日：2019-06-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种热式风速传感器恒功率调节与精度补偿方法。(1)采用恒定功率热式风速传感器检测得到初步数据；(2)采用PID算法结合人工鱼群算法对恒定功率进行自适应控制；(3)采用二级放大电路将得到的微弱信号进行信号调理；(4)采用强化学习策略迭代方法建立精度补偿修正曲线。本发明的人工鱼群优化PID参数方法适用于恒定功率，恒压，恒流，恒温差等风速传感器的优化环节，自适应能力更强；基于强化学习策略迭代方法建立的精度补偿修正曲线不依赖被控对象的所处环境，鲁棒性能更好，不会限于局部最优，精度有所提高。
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公开(公告)号：CN110618611A
公开(公告)日：2019-12-27
申请号：CN201911011364.9
申请日：2019-10-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种基于回转率约束的无人艇轨迹跟踪安全控制方法。首先，考虑外界环境中存在的未知干扰，设计无人艇轨迹跟踪控制器，通过引入干扰观测器对外界时变干扰进行估计，然后在控制器中加入干扰观测器对外界干扰的估计值来抵消外界环境干扰，防止外界干扰过大时导致无人艇转艏角速度过大，从而影响无人艇的安全航行；其次，通过引入指令滤波器来获得期望艏向的一阶近似导数，既避免了对期望艏向的复杂求导，又可以限制期望艏向的幅值，为下文障碍李雅普诺夫的设计做准备；最后，通过引入障碍李雅普诺夫函数限制转艏角速度误差，从而间接限制无人艇的转艏角速度在一定的安全范围之内，保证无人艇安全航行。
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公开(公告)号：CN111026144B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN201911337575.1
申请日：2019-12-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明属于气垫登陆艇的随动增稳控制技术领域，具体涉及一种基于增稳控制器的气垫登陆艇控制方法。本发明目的在于改善气垫登陆艇航行时的机动操纵平稳性。在随动模式下，增稳控制器通过增加航向运动阻尼达到改善操纵平稳性和安全性的目的。在设计过程中不仅需对驾驶员的操纵意图进行判断，还需要兼顾航行的快速性和机动性。随动增稳设计基于数字信号处理技术和航向/回转率控制思想来实现。本发明针对随动模式下操纵员输入的舵角指令，利用自动驾控下的艏向和回转率增稳控制思想进行修正，得到期望的舵角，进而改善气垫艇在航行时机动操纵的平稳性。
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公开(公告)号：CN113867352A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111151049.3
申请日：2021-09-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种全垫升气垫船路径跟踪方法，包括：建立全垫升气垫船航迹向控制数学模型和纵向速度控制数学模型；设计SFLOS的曲线路径导引算法，得到路径参数更新率和期望航迹角ψwd；分别设计扩张状态观测器观测外界不确定性干扰；运用积分型障碍李亚普诺夫函数设计转艏力矩控制律对回转率进行约束，使得回转率在安全限界内，全垫升气垫船的实际航迹角跟踪期望航迹角ψwd；运用对称型对数型障碍李亚普诺夫函数设计纵向推力控制律对侧滑角进行约束，使得侧滑角在安全限界内，全垫升气垫船的实际纵向速度跟踪期望纵向速度。本发明实现了全垫升气垫船在跟踪上期望路径的前提下保证回转率和侧滑角分别在各自的安全限界以内。
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