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公开(公告)号：CN114397821B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202210060294.1
申请日：2022-01-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于预设性能的多水面船分布式编队的鲁棒控制方法，包括：S1：建立船舶编队系统中船舶的运动学模型和船舶的动力学模型；S2：建立三阶非线性状态扩张状态观测器；S3：建立基于有限时间控制方法的预设性能函数；S4：设计船舶编队系统的鲁棒控制律。本发明能够使系统能够在复杂海况的环境下保持良好的性能，摆脱了传统控制方法依赖于精确数学模型的局限性。同时本发明结合有限时间控制方法的特性设计一种新型的预设性能函数以约束系统误差，通过改变收敛时间的值可以减少船舶队形形成的时间，在一定程度上提高了系统的工作效率和动态性能。
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公开(公告)号：CN114578819B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202210195126.3
申请日：2022-03-01
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于人工势场法的多水面船分布式编队的控制方法，包括：S1、建立船舶的数学模型，并使用人工势场法，建立船舶所受的总势场函数；S2、采用反步法，设计多水面船分布式的鲁棒控制律；S3、使用单隐层神经网络，建立船舶受力的未知函数；S4、根据船舶与障碍物之间的距离信息，判断船舶是否存在碰撞危险；若否，则通过所述鲁棒控制律，控制船舶按照原目标轨迹前进；若是，则根据势场模型、未知函数，计算船舶下一时刻的位置，即下一时刻的避碰路径，通过所述鲁棒控制律，控制船舶前往所述位置。本发明解决了船舶不能按照原先编队的目标轨迹前进的问题，提高无人艇在航行时的安全性，有效的预防了船舶的避碰。
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公开(公告)号：CN112650257B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202011613185.5
申请日：2020-12-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本申请公开了一种无人艇区域保持控制方法及装置，所述方法包括，先确定所述无人艇的虚拟控制律；再确定所述无人艇的速度跟踪的非线性滑模面；再结合所述虚拟控制律获得所述无人艇的鲁棒滑模控制器；最后根据预设的所述跟踪误差的阈值，设置所述鲁棒滑模控制器发出所述控制信号的事件触发条件，并当所述事件触发条件满足时，所述鲁棒滑模控制器发送所述控制信号给所述无人艇的推进器，实现所述无人艇的区域保持控制。本申请通过引入对称障碍李雅普诺夫函数将区域保持问题转化为具有输出状态变量约束系统的控制问题，简化了区域保持控制策略，并进一步通过设置事件触发机制，在完成区域保持的同时降低了推进器动作频率，延长了推进器使用寿命。
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公开(公告)号：CN116300406A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310305954.2
申请日：2023-03-27
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种基于动态种群代价诱导粒子群优化的船舶模糊PID控制方法，包括：建立船舶动力定位系统的静水中的船舶操纵运动数学模型与风浪中的船舶操纵运动数学模型；设计模糊PID控制器，通过模糊PID控制器实现对船舶的在固定坐标系下的实际位置进行修正；采用改进的粒子群算法对船舶动力定位系统的模糊PID控制器的模糊参数进行寻优，设计经粒子群优化的模糊控制系统；基于经粒子群优化的模糊控制系统实现对船舶的定位控制。解决了由于现有的模糊控制器中的隶属度函数的选取以及模糊规则等参数的设定全部来自于人工经验获取，且常规PSO控制方法很容易陷入局部最优，从而降低使用人员的工作效率和控制效率，影响船舶动力定位控制的性能得问题。
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公开(公告)号：CN116225022A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310374455.9
申请日：2023-04-10
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于鸽子式思维优化无人机与无人船异构协同围捕方法，包括：建立无人机和无人船的数学模型；基于二叉树算法设计无人机与无人船的领导者‑追随者模型；无人机领导者与无人船领导者进行通讯；设计无人船的围捕控制律；无人机的领导者‑追随者模型检测获取海上待围捕目标的位置信息；无人机的领导者将所述位置信息发送至无人船领导者；无人船根据所述无人船的围捕控制律对海上待围捕目标进行围捕；基于鸽子式思维对领导者‑追随者模型进行优化获取最优领导者，实现无人机与无人船的异构协同围捕。解决了现有的无人机和无人船配合系统不能满足实际环境需要，通信出现问题情况偏多，且也有出现信息互相交流导致效率低下的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118426470A
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202410507141.6
申请日：2024-04-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于预设时间干扰观测器的气垫船航迹向双前馈控制方法，S1：建立气垫船航迹向‑回转率数学模型；S2：设计预设时间干扰观测器，基于预设时间干扰观测器对气垫船航迹向‑回转率数学模型中的不确定部分进行估计，并将得到的估计结果作为不确定前馈补偿部分；同时将气垫船航迹向‑回转率数学模型中的确定非线性部分作为确定前馈补偿部分；S3：设计双前馈滑模控制器，实现对气垫船航迹向的控制。本发明通过设计预设时间干扰观测器估计所述不确定部分，通过预设时间观测器可以在预设时间内使误差达到稳定，在不考虑初始条件的情况下，允许用户根据实际需求灵活地设定收敛时间，有助于提高双前馈滑模控制器的性能和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114580296A
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202210238923.5
申请日：2022-03-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于生物启发的在线重构模糊系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构造船舶的生物启发模型；步骤2、获取当前船舶的速度估计信息；步骤3、获得在线构造模糊系统；步骤4、制定在线构造策略；步骤5、使用在线构造策略，对在线构造模糊系统的结构进行调整。本发明中的模糊系统，通过可以对模糊集进行匹配、增加、删除和合并的机制，所提出的在线构造策略能够动态调整模糊系统的结构，在保证模糊规则数量充分性的同时还可以使其尽可能的精简。因此，在构造模糊系统时可有效放宽对模糊规则的数目和模糊系统结构的先验知识的依赖。在线构造策略可以在保证效果的同时更加精炼，提高了实时性且更利于算法实现。
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公开(公告)号：CN117148843A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311232570.9
申请日：2023-09-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了收敛时间和约束边界可指定的预设性能多船编队控制方法，包括如下步骤：S1：建立多船编队控制系统中船舶的运动学模型和动力学模型；S2：设定多船编队控制系统的编队误差，并基于编队误差设定辅助误差；S3：设计基于时变尺度函数和时变强迫函数的性能函数对所述辅助误差进行误差转换，得到转换后的误差变量；S4：基于船舶的运动学模型和动力学模型以及转换后的误差变量设计系统控制律，实现基于收敛时间和约束边界可指定的预设性能对多船编队控制系统进行控制。本发明中具有指定收敛时间和约束边界的性能函数，使控制工程师能够根据实际需求提前设定收敛时间，且实现了对编队误差的约束，保证了多水面船编队系统的瞬态和稳态性能。
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公开(公告)号：CN117055579A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202311232576.6
申请日：2023-09-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了满足指定性能的多船预设时间分段输出反馈编队控制方法，包括如下步骤：S1：建立多船编队控制系统中船舶的运动学模型和动力学模型；S2：设定多船编队控制系统的编队误差，并基于所述编队误差设定辅助误差；S3：设计性能函数进行误差转换，得到转换后的误差变量；S4：基于船舶的运动学模型和动力学模型以及转换后的误差变量设计预设时间分段式控制律，用于对所述多船编队控制系统进行控制。通过设计一种具有预设时间收敛性的性能函数，并通过误差转换设计了满足指定性能的多船预设时间分段输出反馈编队控制器，使得工程师可以根据实际任务需求提前设定收敛时间，而不受系统初始条件和控制器的设计参数的影响，提高了工作效率。
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公开(公告)号：CN114578819A
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202210195126.3
申请日：2022-03-01
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于人工势场法的多水面船分布式编队的控制方法，包括：S1、建立船舶的数学模型，并使用人工势场法，建立船舶所受的总势场函数；S2、采用反步法，设计多水面船分布式的鲁棒控制律；S3、使用单隐层神经网络，建立船舶受力的未知函数；S4、根据船舶与障碍物之间的距离信息，判断船舶是否存在碰撞危险；若否，则通过所述鲁棒控制律，控制船舶按照原目标轨迹前进；若是，则根据势场模型、未知函数，计算船舶下一时刻的位置，即下一时刻的避碰路径，通过所述鲁棒控制律，控制船舶前往所述位置。本发明解决了船舶不能按照原先编队的目标轨迹前进的问题，提高无人艇在航行时的安全性，有效的预防了船舶的避碰。
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