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公开(公告)号：CN118466560A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410664397.8
申请日：2024-05-27
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明提供了一种基于线性规划的自主式水下机器人管道模型预测控制动力定位方法。首先建立水下机器人水平面运动的数学模型，找出对应的标称方程，系统状态量和控制输入量的约束，目标的范围以及干扰的不确定性范围利用多胞体来表示；求出状态反馈控制器的增益矩阵,将实际系统与标称系统联系起来；通过状态反馈控制器和干扰项的多胞体计算出最小鲁棒正不变集；最后通过基于线性规划的代价函数，求解出标称系统的控制输入最优值，通过增益矩阵求解出实际系统下一时刻的控制输入的最优值，依次循环下去。本发明通过引入管道模型预测控制，提高控制系统处理约束的能力，将具有不确定性的海洋环境干扰带入到“管道”中，提高自主式水下机器人控制系统的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN116902761A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310796398.3
申请日：2023-07-03
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明提供一种可调重浮力的水下实验设备布放回收装置及方法，包括吊具模块、吊装导向模块、实验框架模块、吊装绳、可抛载配重模块，当检测到实验装置在海底着陆后，海面上的吊装设备牵引吊装横梁模块向实验框架一侧的海底平动，吊装导向模块和吊装绳则随吊装横梁模块从实验框架的两侧运动到海底，布放过程完成；当需回收实验装置时，可抛载配重模块的液压杆带动滑块向外运动，远离配重块，配重块及防沉筒与实验装置分离，抛载完成；海面上的吊装设备牵引吊装横梁模块带动吊装绳及导向筒向实验装置顶部平动；当检测到吊装横梁模块将吊装绳拉紧后，吊装设备向上拉动实验装置离开海底并逐渐上升至海面，回收过程结束。
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公开(公告)号：CN112407205B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202011287677.X
申请日：2020-11-17
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明提供一种全海深纯机械定时抛载触发机构，属于水下机器人应急抛载技术领域，特别是涉及一种可在全海深大外压环境应用的纯机械定时抛载触发机构。该机构结构包括增力传动部分、滑轴密封部分以及辅助元件和固定元件，其中滑轴密封部分为本发明的重点。本发明采用橡胶蒙皮设计抛载触发机构中滑轴密封结构，该结构通过平衡两侧外压，克服了全海深环境下大外压的影响，实现仅需弹簧形变作为驱动源即可完成抛载触发动作。同时，该结构通过形变来传递运动的方式，避免了水下机械运动可能产生的密封面相对滑动，有效的解决了大外压环境下轴向动密封难题。具有结构紧凑，体积小，可靠性强、可用作于全海深环境等优点。
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公开(公告)号：CN110597069A
公开(公告)日：2019-12-20
申请号：CN201910987604.2
申请日：2019-10-17
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明涉及一种基于RBF神经网络的水下机器人自适应区域动力定位控制方法，属于水下机器人动力定位控制领域。包括建立AUV的6自由度空间运动模型，构造目标区域及区域控制系统误差动态方程；采用RBF神经网络对未知向量进行在线逼近、滑模控制项对逼近误差进行补偿；对网络权值、径向基函数中心与方差进行在线调整；采用基于指数函数的滑模切换增益在线调节方式避免滑模切换增益过大引起控制系统的高频抖振；通过神经滑模区域控制器对AUV进行动力定位控制，使位置、姿态向量η收敛到目标区域中。本发明解决了受外部干扰、水中传感器自身测量精度等因素影响下的AUV动力定位控制问题，提高了动力定位精度，且AUV自身特性变化时仍能快速收敛到目标区域内部。
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公开(公告)号：CN109298632A
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201811017239.4
申请日：2018-09-01
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明属于自主式水下机器人推进器故障容错技术领域，具体涉及一种基于滑模算法与推力二次调整的自主式水下机器人推进器容错控制方法，采用双极性函数去代替符号函数，实现切换增益和边界层厚度自适应调节，削弱滑模容错控制的抖振现象；采用滑模控制与推力二次调整相结合的容错控制方法，使推进器优先权矩阵中的故障推进器权值系数随着故障程度的变化而变化，降低故障推进器的控制电压；在控制律中加入相应的控制补偿值去消除该偏差的影响，达到容错控制的目的。本发明解决自主式水下机器人由于滑模控制中引入符号函数所带来的抖振问题，通过结合故障诊断系统提供的故障信息，降低故障推进器的使用等级，降低推进器故障对系统跟踪性能的影响。
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公开(公告)号：CN109131802A
公开(公告)日：2019-01-04
申请号：CN201811190304.3
申请日：2018-10-12
申请人： 哈尔滨工程大学
摘要： 本发明涉及一种水下机器人多模式抛载装置，其主要由电磁驱动机构、电机驱动机构、纯机械定时驱动机构和释放机构四部分组成，三种驱动机构分别作用在释放机构上，限制释放机构执行抛载动作。每种驱动机构由驱动元件与其对应的执行机构组成，执行机构通过对释放机构的作用，实现压载需要释放时可靠释放、不需要释放时可靠固定。该抛载装置通过释放机构实现压载的便捷安装，以及安装压载后，对压载的自动限位，抛载过程中，对压载的导向。该装置既可以实现压载的可靠释放，也可以在设备正常工作时实现压载的可靠固定，特别适合应用于自主式水下机器人，也可应用于水下工程机械以及其它水下设备。
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公开(公告)号：CN104462803B
公开(公告)日：2018-02-02
申请号：CN201410705684.5
申请日：2014-11-27
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G06F19/00
摘要： 本发明涉及自主式水下机器人故障辨识与容错控制技术领域，具体涉及一种基于小波近似熵的自主式水下机器人故障辨识方法。本发明包括：采用多层小波分解方法对自主式水下机器人传感器和控制器数据进行分解；采用近似熵提取方法对步骤(1.2)获得的小波细节系数和小波逼近系数提取故障特征；采用相关系数方法对自主式水下机器人待测故障信号进行故障辨识。本发明方法既有效解决了AUV传感器、控制器信号受外部干扰影响，故障辨识精度较低的问题，又利用多层小波分解的多频段特性，获得关于AUV推进器故障的冗余描述，并通过对多频段故障信息同时提取故障特征并组建故障特征矩阵，提高AUV故障辨识精度，为容错控制器提供准确的故障信息。
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公开(公告)号：CN104678768B
公开(公告)日：2017-07-11
申请号：CN201510054107.9
申请日：2015-01-30
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明提供的是一种基于粒子群优化单稳态自适应随机共振的自主式水下机器人信号处理方法。通过粒子群优化算法对单稳态随机共振系统结构参数进行优化，以实现AUV控制信号和状态信号的自适应随机共振，并提高其随机共振效果，通过随机共振现象最终达到抑制AUV控制信号和状态信号中所含外部随机干扰，增强故障信号特征的目的。本发明解决传统单参数固定步长自适应随机共振方法优于忽略了参数之间的交互作用而导致的结构参数选取缺乏合理的理论依据，以及难以实现最优随机共振效果的问题，经自适应随机共振系统处理后的AUV控制信号和状态信号，抑制了外部干扰且增强了故障信号特征，可用于AUV推进器故障诊断、容错控制等领域。
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公开(公告)号：CN104699073B
公开(公告)日：2017-06-20
申请号：CN201510059018.3
申请日：2015-02-05
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B23/02
摘要： 本发明提供的是一种基于小波分形的自主式水下机器人故障辨识方法。通过对自主式水下机器人状态信号进行多层小波分解，以抑制外部随机干扰对辨识准确性的影响，并获得自主式水下机器人推进器故障多个频段上的故障描述，提高故障辨识精度；对多层小波分解获得的小波逼近系数和小波细节系数提取分形特征，组成分形特征矩阵，通过与前期通过水池实验建立的样本特征矩阵中的分形特征计算相关系数，得到推进器故障辨识结果。本发明适用于解决自主式水下机器人由于受外部随机干扰影响，推进器故障程度准确度不高的问题，提高了故障辨识精度，可用于自主式水下机器人推进器故障辨识、容错控制等领域。
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