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公开(公告)号：CN109782773B
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN201910186081.1
申请日：2019-03-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提出了一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，属于操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船或波浪滑翔器。该方法首先设置参数向量P与状态向量Y，且满足PTY＝r，r为转艏角速度；之后设置准则函数为当前时刻P的估算值，为上一时刻P的估计值，μ为权重系数；然后对准则函数J关于求极小值，加入步长因子λ，递推修正λ为步长因子；最后不断重复上一步骤，直至收到估计过程结束指令。本发明提出的适用于舰船及波浪滑翔器的一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，能够在舰船航行过程中实时修正参数向量，获取实时变化的舰船或波浪滑翔器的操纵性参数，相比已有技术在快速性、便利性等方面具有显著优势，具有较好的发展前景。
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公开(公告)号：CN108459602B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201810165108.4
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊方法，属于水面无人艇局部动态靠泊规划领域。包括：计算目标泊位的一级引导点，二级引导点；判断无人艇是否到达一级引导点，二级引导点；计算无人艇当前位置与目标泊位间的距离；结合LOS视线法计算当前无人艇的靠泊约束集；计算当前无人艇与周围障碍物的最短碰撞时间；计算当前情况下无人艇的椭圆碰撞锥；利用基于COLREGS的多障碍启发式算法，选择无人艇速度矢量；计算无人艇下一时刻的位置。在传统速度障碍法中加入多级目标引导和靠泊约束集，成功实现多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊，充分考虑了无人艇自身动力学、运动学和目标泊位的约束特性，使无人艇在自主靠泊中遵守海事规则。
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公开(公告)号：CN108829102B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN201810602138.7
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种自适应艏向信息融合的波浪滑翔器航向控制方法，(1)制导模块给出期望航向角；(2)得到修正后的潜体浮体相对于系统艏向角的比例系数的估计值；(3)计算潜体期望艏向角；(4)计算潜体期望艏向与浮体艏向的夹角的绝对值，将其限制在预先设定的阈值内；(5)进行潜体艏向控制，主计算机向舵机发出舵角指令，舵机驱动舵板转动；(6)计算波浪滑翔器实际航向与期望航向误差绝对值，如果小于设定的阈值并保持一定时间，认为波浪滑翔器航向控制系统实际输出稳定收敛到期望输出，跳出循环，否则返回步骤(2)。本发明通过对潜体的艏向控制间接实现波浪滑翔器系统整体航向的控制，达到航向控制的目的，并使得该方法具有较强的自适应性。
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公开(公告)号：CN108415423B
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN201810106099.1
申请日：2018-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种高抗扰自适应路径跟随方法及系统。给定期望路径点，将期望路径点和水中航行装备实时位置信息输入至制导模块，通过高抗扰自适应路径跟随方法解算出期望航向状态ψd；将期望航向状态ψd和通过航向传感器模块获得的并经滤波器模块滤波的水中航行装备实际航向状态信息ψ获得航向状态偏差绝对值e(k)，并输入至CFDL_MFAC控制器模块，输出期望指令u(k)至操纵机构模块；操纵机构模块收到并执行期望指令u(k)(如期望舵角)使得水中航行装备不断趋近期望航向ψd。本发明不需要依赖于系统模型，能有效抵御水流干扰，对模型摄动和噪声等不确定影响不敏感，具有很好的鲁棒性和自适应性，能快速驱动无人航行器跟踪上期望路径。
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公开(公告)号：CN108639279B
公开(公告)日：2020-04-03
申请号：CN201810602836.7
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/34
Abstract: 本发明提供一种能够应急回收的波浪滑翔器，在潜体的刚性支架上设置有应急回收模块，所述应急回收模块是一壳体结构且其内依次设置发条舱、卷盘舱、丝杠舱、压缩气瓶舱、气囊舱，所述发条舱内设置有发条，卷盘舱内设置有卷盘，发条的旋转轴与卷盘的旋转轴固连，卷盘上设置有一与脐带连接的吊钩，丝杠舱内设置有与卷盘旋转轴固连的丝杠，丝杠上设置有滑块，所述压缩平气囊舱设置有一压缩气瓶，所述气囊舱内设置有大压缩比的气囊，压缩气瓶与气囊之间通过气管连接，所述丝杠舱内还设置有压缩瓶触发按钮。本发明在正常航行时提供缓冲机制降低极端工况下脐带断裂风险，脐带断裂情况下避免潜体沉于海底丢失而造成损失，为后续回收工作提供便利。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109828462A
公开(公告)日：2019-05-31
申请号：CN201910123250.7
申请日：2019-02-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种波浪滑翔器变航速下自适应艏向控制器及控制方法。利用相似原理，结合波浪滑翔器变航速下的艏向响应方程参数变化规律，实现扩张状态观测器参数的自适应调节。利用扩张状态观测器得到波浪滑翔器艏向、艏向变化率和所受扰动的状态信息，将状态信息输入曲面控制器，并针对扰动调节曲面偏移量进行补偿。通过跟踪微分器安排过渡过程，降低波浪滑翔器期望艏向突变时艏向响应的超调。本发明的方法，使波浪滑翔器在不同航速、不同干扰下均能实现可靠、响应效果优良的艏向控制，提升了波浪滑翔器潜体艏向控制鲁棒性。控制器参数少易调节，具有变航速下参数自适应能力，解决了变航速下波浪滑翔器潜体艏向控制问题，提高了控制器的适用性。
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公开(公告)号：CN116736709B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202310686509.5
申请日：2023-06-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种海洋机器人的动态补偿型自抗扰艏向控制方法，涉及机器人运动控制领域。本发明是为了解决现有艏向控制方法不能在不同航速下保证稳定的艏向控制性能，导致航艏控制准确性差的问题及航艏控制参数求解复杂的问题。本发明包括：将海洋机器人期望艏向角ψd输入跟踪微分器，获得跟踪微分器为ψd安排的过渡过程v1；将海洋机器人实际艏向角ψ、控制舵角δ及实际航速U输入线性扩张状态观测器，获得扰动补偿参数b、潜体艏向z1、转向加速度z2、潜体艏摇系统的扰动z3；将z1、z2、z3、b、v1输入自适应状态误差反馈，获得所需控制舵角δ'；将δ'下发至舵机，获得ψ'，若ψ'与ψd的误差不在预设误差内则重新输入线性扩张状态观测器，直至ψ'与ψd的误差在预设误差内。本发明用于海洋机器人的航艏控制。
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公开(公告)号：CN108319140B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201810106120.8
申请日：2018-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种重定义输出式无模型自适应航向控制方法及系统，给定航向系统的期望输出量y*(k)＝f(r*,ψ*)并输入至无模型自适应控制器，将航向系统输出量y(k)＝f(r,ψ)作为无模型自适应控制器的负反馈输入，通过无模型自适应控制器解算和在线辨识，输出期望输入u(k)，期望输入u(k)输入至操纵机构，操纵机构执行期望输入指令，将执行结果输入至水中航行设备，改变水中航行设备的航向角速度r和航向角ψ，通过姿态传感器作为负反馈输入至无模型自适应控制器。本发明通过重定义舰船航向系统的输出，使得水中航行设备航向系统满足MFAC理论对受控系统“拟线性”假设条件的要求，即控制输入增加时，相应的受控系统输出是不减的。从而使得该重定义输出式MFAC算法适应于舰船的航向控制。
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公开(公告)号：CN109240289B
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN201811015888.0
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法涉及波浪滑翔器的运动控制领域，具体涉及波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法。波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，包括浮体艏摇响应自适应滤波方法和潜体艏摇响应自适应滤波方法，二者并行运行。本发明提供的一种波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，根据波浪滑翔器实际航行的动态数据修正数据模型，实现自适应滤波，能够同时估计波浪滑翔器的浮体和潜体的艏向角与转艏角速度，在不确定性环境干扰和模型参数摄动的影响下仍然能够达到良好的滤波效果。本发明结构简单，易于实现，具有较好的自适应性，应用于波浪滑翔器运动控制系统中能够有效改善控制效果。
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公开(公告)号：CN108563113B
公开(公告)日：2020-11-20
申请号：CN201810602151.2
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明提供一种舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法，本发明中控制系统采用外环导航控制器和内环角速度控制器的组合方式，外环导航控制器计算期望转艏角速度，内环MFAC角速度控制器完成角速度控制，间接实现航向控制的目的。实际应用中，角速度传感器噪声大，本发明利用控制系统历史输入输出数据进行角速度预测，通过卡尔曼滤波器对角速度数据滤波，作为内环角速度控制器的反馈输入，抑制角速度传感器的噪声，有效提高实际应用中的控制效果。本发明将MFAC控制理论引入舰船艏向控制领域，借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，本发明提供的舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法具有较强的自适应性。
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