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公开(公告)号：CN113741468B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202111050135.5
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明公开了一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法。步骤1：基于外部干扰和执行器故障建立无人艇编队动力学模型，并确定控制目标；步骤2：基于步骤1的无人艇编队动力学模型，建立滤波补偿机制虚拟速度控制指令；步骤3：基于步骤2的虚拟速度控制指令，建立有限时间容错控制器；步骤4：基于步骤3的有限时间容错控制器，验证无人艇编队系统闭环控制的稳定性和鲁棒性。本发明为了实现无人艇编队的协同控制问题。
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公开(公告)号：CN114756029A
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210410554.3
申请日：2022-04-19
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明公开了一种基于动态事件触发的无人艇无模型控制方法，属于无人艇控制技术领域，具体包括：建立USV运动学和动力学模型，并将其转化欧拉‑拉格朗日方程；利用滑膜变结构控制和欧拉‑拉格朗日方程设计控制律和自适应律，以构建动态事件触发控制器，该触发机制只有当触发条件被满足时，控制指令才会更新；定义李雅普诺夫候选函数对动态事件触发控制器进行稳定性分析，同时证明不存在Zeno现象。该方法克服了传统控制器对系统模型的依赖性，提高了系统的鲁棒性，同时避免了频繁的控制器信号更新，显著降低了计算成本、执行机构损耗和能源消耗。
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公开(公告)号：CN113848887B
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202111050187.2
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/43 , G05D109/30
摘要： 本发明是一种基于MLP方法的欠驱动无人艇轨迹跟踪控制方法。进行欠驱动水面无人艇的建模，得到USV运动学模型；采用径向基函数神经网络来近似未建模的动力学函数，进行模型动力学转换；进行欠驱动动力学的模型转换，将USV跟踪误差系统扩展为三阶，以实现交叉跟踪动力学的相对度；转换USV集成鲁棒有限时间控制器，进行有限时间USV轨迹跟踪；进行稳定性分析。数值仿真结果表明，该控制器不仅具有良好的跟踪精度，而且具有良好的抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN114706298B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202111050109.2
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种基于预设性能的USV鲁棒无模型轨迹跟踪控制器设计方法，属于智能体自动控制领域。包括以下步骤：步骤一、建立水面无人艇的运动学和动力学模型；步骤二、根据水面无人艇的运动学和动力学模型，定义运动学、动力学误差并形成跟踪误差动力学模型；步骤三、进行转换函数的设计；步骤四、进行误差转换公式选取；步骤五、基于步骤三和步骤四的设计，建立误差矩阵定义和无约束动力学系统；步骤六、进行无模型控制器的设计。本发明可以避免现有研究中的自适应律计算过程而导致所需的计算载荷减下，通过调整预设性能矩阵的参数来保证理想的跟踪误差的瞬态和稳态行为，最终实现USV轨迹跟踪控制器设计。
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公开(公告)号：CN113741468A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202111050135.5
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明公开了一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法。步骤1：基于外部干扰和执行器故障建立无人艇编队动力学模型，并确定控制目标；步骤2：基于步骤1的无人艇编队动力学模型，建立滤波补偿机制虚拟速度控制指令；步骤3：基于步骤2的虚拟速度控制指令，建立有限时间容错控制器；步骤4：基于步骤3的有限时间容错控制器，验证无人艇编队系统闭环控制的稳定性和鲁棒性。本发明为了实现无人艇编队的协同控制问题。
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公开(公告)号：CN112947477A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110306691.8
申请日：2021-03-23
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明涉及一种基于模糊神经网络的无人艇航向自抗扰控制系统及其控制方法，所述系统包括线性自抗扰控制模块和模糊神经网络模块，通过模糊神经网络的自学习功能，可以解决模糊控制中需要通过一定的摸索经验来调试参数的问题，同时能够自适应调节自抗扰控制器的控制参数，采用线性扩张状态观测器能够很好的估计无人艇的外界干扰和系统内部扰动在控制量处给与补偿，并且将观测器带宽作为唯一参量，降低了参数整定难度。
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公开(公告)号：CN114756029B
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202210410554.3
申请日：2022-04-19
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/43 , G05D1/644 , G05D1/648 , G05D109/10
摘要： 本发明公开了一种基于动态事件触发的无人艇无模型控制方法，属于无人艇控制技术领域，具体包括：建立USV运动学和动力学模型，并将其转化欧拉‑拉格朗日方程；利用滑膜变结构控制和欧拉‑拉格朗日方程设计控制律和自适应律，以构建动态事件触发控制器，该触发机制只有当触发条件被满足时，控制指令才会更新；定义李雅普诺夫候选函数对动态事件触发控制器进行稳定性分析，同时证明不存在Zeno现象。该方法克服了传统控制器对系统模型的依赖性，提高了系统的鲁棒性，同时避免了频繁的控制器信号更新，显著降低了计算成本、执行机构损耗和能源消耗。
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公开(公告)号：CN116820101A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310778339.3
申请日：2023-06-29
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明是一种距离信息缺失下的欠驱动无人艇编队控制方法。本发明涉及无人艇编队控制技术领域，本发明提出在不依赖视距仪的情况下，依靠光学传感器测得的方位信息，实现欠驱动无人艇的编队控制。该算法可以有效实现欠驱动无人艇编队的轨迹跟踪，通过最小学习参数算法减小在线计算量可以降低对系统资源的需求。首先，建立欠驱动无人艇编队运动学动力学模型，对姿态子系统进行模型转换；随后，构建无人艇的目标编队队形并确定控制目标；最后设计领导‑跟随结构的编队控制器，并验证无人艇编队系统的稳定性和鲁棒性。本发明能够在通信距离缺失的情况下有效实现无人艇编队的轨迹跟踪控制，证明了控制系统的误差信号均能快速收敛。
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公开(公告)号：CN113848958A
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202111049382.3
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/06
摘要： 本发明公开了一种基于四元数的全驱动抗退绕水下机器人有限时间容错轨迹跟踪控制方法，包括：建立基于四元数的水下机器人运动数学模型；通过水下机器人运动数学模型获取水下机器人的运动状态信息及参考轨迹，建立轨迹跟踪误差动力学方程；结合双曲正切函数设计非线性快速终端滑模变量；考虑到未知的外界扰动和时变的惯性参数，根据轨迹跟踪误差动力学方程和非线性快速终端滑模变量设计自适应容错控制器。该方法解决了全驱动水下机器人的轨迹跟踪控制问题，考虑到未知的洋流扰动、时变的惯性参数以及执行机构故障的影响，实现了水下机器人在有限时间内跟踪上期望轨迹。
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公开(公告)号：CN113848958B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202111049382.3
申请日：2021-09-08
申请人： 哈尔滨工程大学
IPC分类号： G05D1/485 , G05D101/10
摘要： 本发明公开了一种基于四元数的全驱动抗退绕水下机器人有限时间容错轨迹跟踪控制方法，包括：建立基于四元数的水下机器人运动数学模型；通过水下机器人运动数学模型获取水下机器人的运动状态信息及参考轨迹，建立轨迹跟踪误差动力学方程；结合双曲正切函数设计非线性快速终端滑模变量；考虑到未知的外界扰动和时变的惯性参数，根据轨迹跟踪误差动力学方程和非线性快速终端滑模变量设计自适应容错控制器。该方法解决了全驱动水下机器人的轨迹跟踪控制问题，考虑到未知的洋流扰动、时变的惯性参数以及执行机构故障的影响，实现了水下机器人在有限时间内跟踪上期望轨迹。
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