公开(公告)号：CN113970887B

公开(公告)日：2023-11-14

申请号：CN202111388876.4

申请日：2021-11-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  卢丽宇 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  王天霖 ,  柴亚星 ,  孙才勤

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种基于能耗最优的多水下滑翔机路径规划系统，包括水下滑翔机能耗设计模块用于计算水下滑翔机在单个滑翔周期的能耗；水下滑翔机全局路径规划模块用于获取水下滑翔机在整个航程中所需经过的路径点集合，根据总能耗最低时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径；所述水下滑翔机局部路径规划模块用于根据每艘水下滑翔机的路径，进行碰撞判断，若出现碰撞，根据人工势场法重新计算任一水下滑翔机的路径点，并根据重新计算的路径点航行，直到重新计算的路径点与路径中的路径点重合。本发明能够满足水下滑翔机集群开展三维海洋观测的路径规划需求，同时采用惩罚函数实现避障功能，并采用人工势场法解决局部区域多水下滑翔机的避碰问题。

公开(公告)号：CN113342010B

公开(公告)日：2023-05-23

申请号：CN202110620072.6

申请日：2021-06-03

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  柴亚星 ,  刘陆 ,  王丹 ,  孙才勤 ,  王天霖 ,  彭周华 ,  古楠 ,  张义博 ,  卢丽宇

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种自触发通信的水下滑翔机协同控制系统，包括路径跟踪制导模块用于计算水下滑翔机的给定纵向速度、俯仰角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于计算水下滑翔机的协同路径参数信息；低频学习与模糊控制模块用于计算纵向速度误差、俯仰角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、俯仰方向运动的控制参数；自触发事件模块用于设计触发条件，判断是否满足触发条件，当满足触发条件时，水下滑翔机之间进行信息交互并计算下一触发时间；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。应用于多水下滑翔机并实现协同潜水控制，通信策略采用自触发通信，大大减少了因不间断通信带来的不必要的机载能量消耗。

公开(公告)号：CN116107324A

公开(公告)日：2023-05-12

申请号：CN202310211321.5

申请日：2023-03-07

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  卢丽宇 ,  任恩帅 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  王安青 ,  李德昊

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种基于多目标优化的无人水下航行器路径规划系统，包括获取无人水下航行器的航程集合并计算各个航程的航行距离；分别计算航行器在各段子航程的速度，根据各段子航程的距离与速度计算完成各段子航程所需的时间，根据完成各段子航程所需的时间之和计算航程时间；获取碍航物区域，构建量子自适应粒子群优化模型，根据航程时间、路径点与碍航物区域的位置关系设计惩罚函数，根据无人水下航行器的航程集合、量子自适应粒子群优化模型计算最优路径点集合；根据最优路径点集合对无人水下航行器之间是否出现碰撞进行判断，无人水下航行器根据判断结果进行航行。完成了航行时间最优目标下的三维路径规划，实现避障功能，提高了航行安全性。

公开(公告)号：CN114035592B

公开(公告)日：2023-05-16

申请号：CN202111386997.5

申请日：2021-11-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  柴亚星 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  卢丽宇 ,  王天霖 ,  孙才勤

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种水下滑翔机三维协同路径跟踪控制系统，包括路径跟踪制导模块用于获取水下滑翔机的位置、航向、速度以及给定路径信息，计算给定纵向速度、纵倾角速度、艏向角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于获取纵向跟踪误差和邻居水下滑翔机的路径参数信息，计算协同路径参数信息；预估器模块用于计算总速度误差、纵荡角速度误差与艏摇角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、纵摇以及艏摇方向运动的控制参数；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。本发明适用于多水下滑翔机，采用模块化设计，降低了控制系统结构的复杂性、减少了计算负荷、易于工程实现。

公开(公告)号：CN113970887A

公开(公告)日：2022-01-25

申请号：CN202111388876.4

申请日：2021-11-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  卢丽宇 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  王天霖 ,  柴亚星 ,  孙才勤

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种基于能耗最优的多水下滑翔机路径规划系统，包括水下滑翔机能耗设计模块用于计算水下滑翔机在单个滑翔周期的能耗；水下滑翔机全局路径规划模块用于获取水下滑翔机在整个航程中所需经过的路径点集合，根据总能耗最低时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径；所述水下滑翔机局部路径规划模块用于根据每艘水下滑翔机的路径，进行碰撞判断，若出现碰撞，根据人工势场法重新计算任一水下滑翔机的路径点，并根据重新计算的路径点航行，直到重新计算的路径点与路径中的路径点重合。本发明能够满足水下滑翔机集群开展三维海洋观测的路径规划需求，同时采用惩罚函数实现避障功能，并采用人工势场法解决局部区域多水下滑翔机的避碰问题。

公开(公告)号：CN114167880A

公开(公告)日：2022-03-11

申请号：CN202111458919.1

申请日：2021-12-02

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  卢丽宇 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  王天霖 ,  柴亚星 ,  孙才勤

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种基于时间最优的多水下滑翔机路径规划系统，包括水下滑翔机航行时间设计模块用于计算水下滑翔机完成航程所需的时间；水下滑翔机全局路径规划模块用于获取水下滑翔机在整个航程中所需经过的路径点集合，根据总时间最优时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径；水下滑翔机局部路径规划模块用于根据每艘水下滑翔机的路径，进行碰撞判断，若出现碰撞，根据人工势场法重新计算任一水下滑翔机的路径点，并根据重新计算的路径点航行，直到重新计算的路径点与路径中的路径点重合。本发明能够满足水下滑翔机集群开展三维海洋观测的时间最优需求，同时采用惩罚函数实现避障功能，并采用人工势场法解决局部区域多水下滑翔机的避碰问题。

公开(公告)号：CN114035592A

公开(公告)日：2022-02-11

申请号：CN202111386997.5

申请日：2021-11-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  柴亚星 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  卢丽宇 ,  王天霖 ,  孙才勤

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种水下滑翔机三维协同路径跟踪控制系统，包括路径跟踪制导模块用于获取水下滑翔机的位置、航向、速度以及给定路径信息，计算给定纵向速度、纵倾角速度、艏向角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于获取纵向跟踪误差和邻居水下滑翔机的路径参数信息，计算协同路径参数信息；预估器模块用于计算总速度误差、纵荡角速度误差与艏摇角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、纵摇以及艏摇方向运动的控制参数；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。本发明适用于多水下滑翔机，采用模块化设计，降低了控制系统结构的复杂性、减少了计算负荷、易于工程实现。

公开(公告)号：CN113342010A

公开(公告)日：2021-09-03

申请号：CN202110620072.6

申请日：2021-06-03

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  柴亚星 ,  刘陆 ,  王丹 ,  孙才勤 ,  王天霖 ,  彭周华 ,  古楠 ,  张义博 ,  卢丽宇

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种自触发通信的水下滑翔机协同控制系统，包括路径跟踪制导模块用于计算水下滑翔机的给定纵向速度、俯仰角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于计算水下滑翔机的协同路径参数信息；低频学习与模糊控制模块用于计算纵向速度误差、俯仰角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、俯仰方向运动的控制参数；自触发事件模块用于设计触发条件，判断是否满足触发条件，当满足触发条件时，水下滑翔机之间进行信息交互并计算下一触发时间；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。应用于多水下滑翔机并实现协同潜水控制，通信策略采用自触发通信，大大减少了因不间断通信带来的不必要的机载能量消耗。

公开(公告)号：CN113110458B

公开(公告)日：2023-09-01

申请号：CN202110420856.4

申请日：2021-04-19

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王丹 ,  古楠 ,  卢丽宇 ,  王浩亮 ,  刘陆 ,  李铁山 ,  彭周华

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了无人船虚拟目标跟踪控制系统及控制方法，其中系统包括，用于输出预置虚拟目标的位置pi*的参考点位置模块；用于获取预置虚拟目标的位置pi*和无人船的实时位置pi以计算参考点误差pie的参考点误差模块；用于获取参考点误差pie和无人船的实时航向ψi以计算航向误差ψie的双偶极向量场模块；用于获取航向误差ψie以计算角速度制导信号并将所述角速度制导信号输入至受控无人船模块的制导角速度模块；用于获取参考点误差pie以计算前向速度制导信号并将所述前向速度制导信号输入至受控无人船模块的制导前向速度模块。该系统具有结构简单，控制模块较少，同时由于无人船的暂态控制性能，使无人船能够沿着向量场场线移动，使得目标跟踪路线更加光滑，减小无人船运动中的风险。

公开(公告)号：CN116300981A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310149488.3

申请日：2023-02-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  卢丽宇 ,  尹晨阳 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  古楠 ,  王安青

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种水下滑翔机向量场路径跟踪控制方法，包括，建立水下滑翔机运动学模型，设置期望路径和期望速度；将期望路径进行参数化，得到期望路径的参数化信息；根据期望路径的参数化信息获取虚拟参考点的位置信息，计算虚拟参考点与水下滑翔机的实际位置之间的路径跟踪误差；根据期望路径的参数化信息得到制导向量场信息，根据制导向量场信息和水下滑翔机的实际位置计算水下滑翔机的制导角速度；根据期望速度和路径跟踪误差中的纵向路径跟踪误差计算水下滑翔机前向速度；水下滑翔机根据制导角速度和前向速度进行航行。使水下滑翔机路径跟踪路线更加平滑，减小了水下滑翔机运动中的风险，提高了水下滑翔机路径跟踪性能。