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公开(公告)号：CN111736601B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202010546404.6
申请日：2020-06-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种近距离会遇时船舶避碰动态辅助方法，包括以下步骤：选取标准3自由度分离型船舶运动模型即MMG模型获取非仿射纯反馈形式的船舶操纵运动控制系统；通过后推控制方法对所述船舶操纵运动控制系统生成自适应控制算法模型；结合MMG模型的特点提出船舶避碰要素动态计算数学模型，构建近距离会遇时船舶避碰动态辅助模型。本发明通过将船舶操纵运动数学模型、控制算法、以及避碰要素动态数学模型相结合，提出一种充分考虑船舶运动特性的近距离会遇时船舶避碰动态辅助方法。选取具有较高精度的3自由度分离型船舶运动模型描述避碰过程中船舶操纵运动特性。本发明可为未来智能化和无人化船舶实现自主避碰提供有效、可行的避碰行动建议和方案。
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公开(公告)号：CN111186549B
公开(公告)日：2021-08-17
申请号：CN202010043125.8
申请日：2020-01-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种具有船舶避碰功能的航向自动舵控制系统，其特征在于，包括：通过船载设备获取船舶的当前状态信息，计算最近会遇距离DCPA和到达最近会遇点时间TCPA的动态信息，结合本船和他船的航向及速度信息建立碰撞风险模型用于评估碰撞风险度的碰撞风险评估模块，用于船舶避碰操作的航向变化量且基于国际海上避碰规则COLREGS的避碰算法模块以及船舶自动驾驶航向控制模块。本发明所提供的航向自动舵设计可以在航向控制的基础上，实现两船间的自动避碰，减轻了船舶驾驶员的操舵负担。本发明将最近会遇距离(DCPA)和达到最近会遇点时间(TCPA)与船舶的速度、航向等信息相结合，动态评估船舶的碰撞风险，提高了船舶对碰撞风险的评估准确度。
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公开(公告)号：CN111736601A
公开(公告)日：2020-10-02
申请号：CN202010546404.6
申请日：2020-06-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种近距离会遇时船舶避碰动态辅助方法，包括以下步骤：选取标准3自由度分离型船舶运动模型即MMG模型获取非仿射纯反馈形式的船舶操纵运动控制系统；通过后推控制方法对所述船舶操纵运动控制系统生成自适应控制算法模型；结合MMG模型的特点提出船舶避碰要素动态计算数学模型，构建近距离会遇时船舶避碰动态辅助模型。本发明通过将船舶操纵运动数学模型、控制算法、以及避碰要素动态数学模型相结合，提出一种充分考虑船舶运动特性的近距离会遇时船舶避碰动态辅助方法。选取具有较高精度的3自由度分离型船舶运动模型描述避碰过程中船舶操纵运动特性。本发明可为未来智能化和无人化船舶实现自主避碰提供有效、可行的避碰行动建议和方案。
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公开(公告)号：CN111665719A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010530817.5
申请日：2020-06-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种具有时效性与稳定性的补给船同步控制算法，包括终端代价函数模块，补给船模型预测控制模块，神经动态优化模块。所述终端代价函数模块利用终端代价函数，保证了补给船控制系统的闭环稳定性；所述模型预测控制模块将补给船的同步控制问题转化为一个跟随领航者的跟踪控制问题，并基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法设计补给船控制算法，提高补给船在执行补给任务时的抗干扰能力，保证进行补给任务时两船速度能够同步，提高补给效率；所述神经动态优化模块利用递归神经网络具有的并行计算架构解决了传统的模型预测控制算法中计算量大、计算速度慢的问题，可以使补给船能够更好地应对补给时的突发情况。
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公开(公告)号：CN111506080A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010406883.1
申请日：2020-05-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供基于神经网络优化的综合船舶路径跟踪与舵减摇控制方法，包括：舵减摇模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)模块，终端代价函数模块，神经动态优化模块。所述模型预测控制模块通过视线制导(Line of Sight,LOS)方法将船舶路径跟踪的输出转化为跟踪误差以及艏向角误差，降低控制输出的维度，并基于模型预测控制算法设计控制器，提高了舵减摇算法的鲁棒性；所述终端代价函数模块利用终端代价函数，保证了控制系统的闭环稳定性；所述神经动态优化模块利用递归神经网络具有的并行计算架构解决了传统的模型预测控制算法中计算量大、计算速度慢的问题，可以使船舶能够更好地应对多变的外界环境。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110316318A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201910657402.1
申请日：2019-07-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: B63B21/50
Abstract: 本发明提供一种水下张紧器及其使用方法，该张紧器包括：外部框架、止链装置、带槽滑轮、下端锚链和上端锚链，所述的外部框架一端设有第一孔眼和带槽滑轮，另一端设有导链孔和止链装置，且所述下端锚链连接于所述第一孔眼上，所述上端锚链穿过导链孔，经过止链装置后，在带槽滑轮的引导下转向；在水下工作的所述止链装置的松开和锁死，能够控制上端锚链在所述导链孔及带槽滑轮的移动和静止，采用安装船辅助水下张紧器实现系泊线张紧，不需要在浮式生产储卸油船的甲板上安装锚机、提升器等设备，基本建设费用少，不需要设置锚链舱，节省了甲板空间，也不需要人员在浮式生产储卸油船上操作张紧设备，节省了人工成本。
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公开(公告)号：CN110161853A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201910386237.0
申请日：2019-05-09
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种新型具有实时性的船舶综合自动驾驶系统，包括以下步骤：建立船舶自动驾驶系统的控制器设计模型，获取控制系统；将传统船舶航向跟踪控制问题转化为考虑能量消耗与控制性能相结合的优化控制问题，在具有执行器约束即舵机饱和下利用滚动优化原理设计具有鲁棒性的预测控制器；求解具有执行器约束的最优控制舵角命令，从而得到所述船舶综合自动驾驶系统。本发明在传统的MPC(模型预测控制)算法的基础上结合了RNN(递归神经网络)来对控制过程进行优化。在保证系统具有实时性的基础上，利用RNN强大的并行计算能力，快速求解具有执行器约束的最优控制舵角命令，减少控制过程中的计算时间,使自动舵能够对多变的海上环境做出更及时的反应。
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公开(公告)号：CN106557088A
公开(公告)日：2017-04-05
申请号：CN201710081063.8
申请日：2017-02-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
CPC classification number: G05D1/0206
Abstract: 本发明公开了一种基于事件触发机制的船舶航向控制器及其控制方法，所述的控制器包括参考模块、触发模块和被控模块，所述的触发模块包括计算单元、比较单元和指令单元，所述的被控模块包括控制单元、数模转换单元、PWM信号输出单元、执行机构、被控单元、模数转换单元和数据处理单元；所述的触发模块分别与参考模块的输出端、被控模块中被控单元的输出端和被控模块中控制单元的输入端连接。本发明不仅减轻了船舶航向控制系统对控制信号的计算更新负担、避免了船舶操舵装置的高频状态切换以及控制零部件的高频摩擦，同时也减少船舶航行中的能源消耗，从而实现经济航行。本发明采用状态反馈控制算法，控制参数更易整定且控制效率更高。
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公开(公告)号：CN114859884B
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202210302099.5
申请日：2022-03-24
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种基于事件触发的具有避障功能的欠驱船轨迹跟踪控制方法、系统及存储介质，本发明方法，首先，利用非线性模型预测控制处理多变量控制问题的优势，将欠驱船的轨迹跟踪问题转化为优化问题；其次，利用非线性模型预测控制处理输入输出约束的优势，将多障碍物避障机制设计为系统输出约束处理，同时将船舶执行器的限制设计为系统输入约束处理；最后，设计事件触发机制，并将设计的事件触发机制引入到非线性模型预测控制的设计中，从而减轻计算负担。运用本发明提供的技术，在实际的海上航行过程中，既能实现欠驱船的轨迹跟踪，又能完成与多障碍物之间的自动避障，同时又能减轻计算负担。
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公开(公告)号：CN118011834A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410293486.6
申请日：2024-03-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于鲁棒自适应视线制导方法的欠驱动船舶路径跟踪系统及方法。本发明系统，包括：传感器、制导系统、控制系统，其中：传感器用于获取欠驱动船舶的信息，包括：实际位置，实际航速和实际航向角，并将获取的欠驱动船舶的实际位置，实际航速和实际航向角分别传送至制导系统和控制系统；制导系统利用鲁棒自适应视线制导策略计算期望航向角，并将期望航向角传递给航向控制器；航向控制器接收制导系统计算的期望航向角信息和传感器获取的实际航向角信息，并输出船舶航向控制指令；控制系统将生成的航向控制指令作用在欠驱动船舶上，实现欠驱动船舶的路径跟踪任务。
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