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公开(公告)号：CN117873078B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202311838227.9
申请日：2023-12-28
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 一种基于人工势函数的无人水面船编队容错控制方法，涉及智能船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决无人水面船编队系统产生故障时会影响编队稳定性的问题。本发明构建参与USVi的运动学和动力学模型，进而构建出USVi的状态方程；利用USVi的状态方程构建分布式故障状态观测器，并利用该观测器观测USVi的状态估计值和执行器故障估计值；基于状态估计值和执行器故障估计构建全局估计误差模型；构建无人水面船编队的合势能函数，并利用该合势能函数构建全局跟踪误差；利用全局跟踪误差构建积分滑模面，并基于积分滑模面和全局估计误差模型构建USVi的主动容错控制器；利用USVi的主动容错控制器计算获得USVi的控制输入量对无人水面船编队进行容错控制。
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公开(公告)号：CN115309058A
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202211138901.8
申请日：2022-09-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种动力定位船的有限时间复合学习控制方法，涉及船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决现有动力定位船运动时系统参数不确定以及船舶进行特殊作业时运动输出轨迹受限的问题。本发明采用复合学习控制方法在有限激励条件下能在线辨识系统未知参数，保证各参数向量分量的收敛速度不受激励水平的影响且可灵活调整。采用非对称积分障碍李雅普诺夫函数直接将期望行为指标强加于输出轨迹上，避免了系统保守性增加和计算量增大等问题。本发明基于有限时间理论设计复合学习控制器，进一步提高了控制效果。
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公开(公告)号：CN117193303B
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202311201262.X
申请日：2023-09-18
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 基于固定时间扩张状态观测器的多无人艇编队控制方法，涉及船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决在复杂的海洋环境中快速形成编队并保持预设队形运动控制时，采用滑模控制方式会出现抖振的问题。本发明所述的基于固定时间扩张状态观测器的多无人艇编队控制方法，利用基于障碍函数的积分滑模控制器实现了进一步降低传统积分滑模抖振的问题，针对无人艇编队提出了一种基于改进fal函数的固定时间扩张状态观测器，以较短的时间估计了编队内无人艇所受到的未知扰动。
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公开(公告)号：CN117873078A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202311838227.9
申请日：2023-12-28
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 一种基于人工势函数的无人水面船编队容错控制方法，涉及智能船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决无人水面船编队系统产生故障时会影响编队稳定性的问题。本发明构建参与USVi的运动学和动力学模型，进而构建出USVi的状态方程；利用USVi的状态方程构建分布式故障状态观测器，并利用该观测器观测USVi的状态估计值和执行器故障估计值；基于状态估计值和执行器故障估计构建全局估计误差模型；构建无人水面船编队的合势能函数，并利用该合势能函数构建全局跟踪误差；利用全局跟踪误差构建积分滑模面，并基于积分滑模面和全局估计误差模型构建USVi的主动容错控制器；利用USVi的主动容错控制器计算获得USVi的控制输入量对无人水面船编队进行容错控制。
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公开(公告)号：CN117369473A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311476534.7
申请日：2023-11-07
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 一种基于FPC的动力定位船轨迹跟踪控制方法，涉及船舶控制技术领域。本发明是为了解决推进器输入饱和会导致船舶推进系统的实际输出无法跟踪控制系统指令的问题。本发明在预设性能函数的基础上，通过引入自调节信号，生成柔性性能函数，在发生推进器饱和时，通过在允许范围内主动放松系统性能边界来保证船舶作业的安全稳定性。其中自调节信号由辅助系统定量产生，与实际控制输入和期望控制输入之间的误差相关联。因此，本发明能够在推进器发生饱和时，通过降低用户指定的跟踪性能，保证控制系统的稳定性，并在系统度过推进器饱和阶段后恢复系统原有的性能边界，确保船舶轨迹跟踪系统满足预设的性能指标，避免了因推进器饱和导致系统失控的可能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115903807B
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202211434409.5
申请日：2022-11-16
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种基于动态事件触发的动力定位船轨迹跟踪控制方法，涉及船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决现有技术中采用PPC方法对DPV进行控制时，由于执行器的频繁更新会导致能量浪费和执行器磨损的问题。本发明根据解耦原则做解耦处理，设计滑模面为后面的控制器设计提供基础。还设计了积分型干扰观测器，二阶预设性能函数不仅同样能够满足系统的暂稳态性能，能够提供更好的初期性能的包容程度，减少执行机构的压力。考虑执行过程中的全部状态，将全状态的变化作为动态事件触发策略的因素并且在触发条件中引入了性能安全评价因子，设计全状态事件触发控制器，提高了触发的准确性，减少了触发频率，保证了轨迹跟踪任务的准确性。
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公开(公告)号：CN115903807A
公开(公告)日：2023-04-04
申请号：CN202211434409.5
申请日：2022-11-16
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种基于动态事件触发的动力定位船轨迹跟踪控制方法，涉及船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决现有技术中采用PPC方法对DPV进行控制时，由于执行器的频繁更新会导致能量浪费和执行器磨损的问题。本发明根据解耦原则做解耦处理，设计滑模面为后面的控制器设计提供基础。还设计了积分型干扰观测器，二阶预设性能函数不仅同样能够满足系统的暂稳态性能，能够提供更好的初期性能的包容程度，减少执行机构的压力。考虑执行过程中的全部状态，将全状态的变化作为动态事件触发策略的因素并且在触发条件中引入了性能安全评价因子，设计全状态事件触发控制器，提高了触发的准确性，减少了触发频率，保证了轨迹跟踪任务的准确性。
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公开(公告)号：CN115509237B
公开(公告)日：2025-03-11
申请号：CN202211329526.5
申请日：2022-10-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/65 , G05D1/644 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于三角函数型映射的无人船路径跟踪约束控制方法，本发明涉及路径跟踪技术领域，尤其涉及基于三角函数型映射的无人船路径跟踪约束控制方法，包含以下步骤：步骤(1)：建立无人船运动三自由度数学模型；步骤(2)：构建非线性映射函数；步骤(3)：对原有系统的状态进行非线性映射变换，得到无约束系统；步骤(4)：设计基于三角函数型映射的艏向直接约束控制器；步骤(5)：设计基于三角函数型映射的纵荡直接约束控制器；步骤(6)：仿真验证。本发明要解决无人船在行驶过程中环境受限导致的约束问题，通过构建一种三角函数型映射函数处理状态约束，将原来受约束限制的系统映射为无约束的新系统，基于新系统设计控制器。
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公开(公告)号：CN117193303A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311201262.X
申请日：2023-09-18
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 基于固定时间扩张状态观测器的多无人艇编队控制方法，涉及船舶运动控制技术领域。本发明是为了解决在复杂的海洋环境中快速形成编队并保持预设队形运动控制时，采用滑模控制方式会出现抖振的问题。本发明所述的基于固定时间扩张状态观测器的多无人艇编队控制方法，利用基于障碍函数的积分滑模控制器实现了进一步降低传统积分滑模抖振的问题，针对无人艇编队提出了一种基于改进fal函数的固定时间扩张状态观测器，以较短的时间估计了编队内无人艇所受到的未知扰动。
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公开(公告)号：CN115712244A
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202211427138.0
申请日：2022-11-15
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于事件触发的动力定位船舶H∞最优控制方法，所述方法包括：建立动力定位船舶的三自由度动力学模型和运动学模型；引入一个采样数据系统，将动力定位船的鲁棒H∞控制问题转化为二人零和差分博弈；利用事件触发的控制策略和时间触发的干扰策略，降低信号传递次数，仅当不满足触发条件时才更新事件触发控制器；同时，提出事件触发的并行学习算法，给出临界神经网络一种新的权重调整律，使控制输入有界。所提出方法避免了船舶动力定位系统在H∞控制设计中复杂的HJI不等式求解过程，减少了计算负担，不会产生不必要的信道占用，此外，提供最小采样时间的正下界以避免Zeno行为，即在有限的时间内出现无限次事件。
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