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公开(公告)号：CN119225163A
公开(公告)日：2024-12-31
申请号：CN202411343552.2
申请日：2024-09-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种基于预测LOS制导律的机船协同路径跟踪方法，建立用于对路径跟踪误差进行预测的改进LOS制导律，获取船舶目标航向，以获取船舶航向误差；进而获取船舶舵角及船舶实际航向，然后通过获取船舶纵向速度的估计值和表示船舶横向速度的估计值，结合船舶的实际位置坐标，建立无人机位置控制控制器；同时通过建立的微分器，获取无人机的俯仰控制目标和横滚控制目标，最终建立无人机姿态控制器，结合无人机位置控制器，实现机船协同的路径跟踪控制。本发明能够解决机船协同路径跟踪在转向处，常出现的较大超调量的问题，能够提高机船协同作业的安全性，减小机船协同路径跟踪在转向处的超调量。
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公开(公告)号：CN119310998A
公开(公告)日：2025-01-14
申请号：CN202411416656.1
申请日：2024-10-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种考虑输入输出限制的全局有限时间船舶轨迹跟踪控制方法，S1：建立欠驱动船舶数学模型；S2：基于实际轨迹和期望轨迹得到轨迹跟踪误差，对所述轨迹跟踪误差进行限制得到新误差，基于新误差设计期望纵向速度和期望横向速度；S3：设计第一有限时间滑模面和第二有限时间滑模面；S4：设计纵向控制力和艏摇控制力矩；S5：通过纵向控制力和艏摇控制力矩调整有限时间滑模面至收敛，进而使轨迹跟踪误差收敛，最终实现船舶轨迹跟踪。本发明在考虑输入受限的条件下，建立了欠驱动船舶数学模型，在考虑输出限制的条件下，对所述轨迹跟踪误差进行限制，从而保证暂态及稳态性能，使航行轨迹处于预先设定的范围之内，保证船舶航行安全。
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公开(公告)号：CN117873103A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410081953.9
申请日：2024-01-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种受限水域船舶航向保持及路径跟踪控制方法，包括以下步骤：建立三自由度船舶运动数学模型，以对三自由度船舶运动数学模型进行浅水修正；基于线性自抗扰技术，将浅水修正后的三自由度船舶运动数学模型简化为用于船舶航向保持的船舶线性响应型运动数学模型；根据所述船舶线性响应型运动数学模型建立扩张状态空间，以构建扩张状态观测器；并根据所述扩张状态观测器构建船舶航向保持自抗扰控制律；改进扩张状态观测器，提高扩张状态观测器的观测精度，并结合视线制导方法实现船舶路径跟踪控制，提升船舶航向保持控制器的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN113536463A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110819580.7
申请日：2021-07-20
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/27 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种基于改进梯度下降法的神经网络船舶整体模型逼近方法，包括：将风浪干扰当成船舶的一部分，视为一个整体模型；通过神经网络对这个整体模型进行逼近；采用改进的梯度下降法对权值进行在线更新，并根据所逼近的船舶模型对船舶进行仿真或用于船舶运动控制器设计。本发明通过将船舶的外界干扰和船舶视为一个时变的整体模型，通过神经网络逼近，采用改进的梯度下降法对权值进行在线更新，使其具有更好的逼近效果。解决了船舶在航行过程中由于装载量、吃水、外界干扰等变化引起的船舶模型的变化，对于只考虑输入输出的船舶模型，具有更好的普适性。
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公开(公告)号：CN119960458A
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202510118632.6
申请日：2025-01-24
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种分布式自组织无人艇集群的安全跟踪控制方法，S1：设计群体聚集能量函数，用于保证无人艇集群中各无人艇分布在设定的虚拟中心点周围；S2：设计避碰势函数和避障势函数，从而避免无人艇聚集时，相邻无人艇之间、各无人艇与外部障碍物之间发生碰撞；S3：设计艏向一致函数，用于保证所有无人艇的艏向一致性；S4：设计无人艇集群的期望制导速度；S5：设计分布式扩展状态观测器，实时估计各无人艇的未知系统动态及外部扰动；从而得到无人艇实际速度，结合所述无人艇实际速度与期望制导速度构造速度跟踪误差函数；S6：基于速度跟踪误差函数并采用自适应动态规划算法设计最优控制律，并基于最优控制律控制无人艇集群稳定航行。本发明能够实现无人艇集群的安全高效协同控制，保证无人艇集群能够在复杂环境中高效、安全、一致地执行跟踪任务，显著提升无人艇集群的整体性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119270848A
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202411381188.9
申请日：2024-09-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于输出重定义的自适应滑模船舶轨迹跟踪控制方法，S1：建立欠驱动船舶数学模型，并对其位置进行重新定义；S2：设计位置跟踪误差，并对其进行求导；S3：根据位置跟踪误差以及求导后的跟踪误差设计第一线性滑模面和第二线性滑模面；S4：基于所述第一线性滑模面和第二线性滑膜面并结合自适应技术设计船舶纵向控制力和艏摇控制力矩；S5：通过纵向控制力和艏摇控制力矩调整位置跟踪误差，使位置跟踪误差实现收敛，从而实现轨迹跟踪。本发明通过设计欠驱动船舶数学模型的船舶纵向控制力和艏摇控制力矩，以解决欠驱动问题；同时通过纵向控制力和艏摇控制力矩调整所述位置跟踪误差，能使得跟踪误差快速收敛，从而实现轨迹跟踪。
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公开(公告)号：CN118034134A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410221088.3
申请日：2024-02-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种基于闭环增益成形算法的潜艇垂直面运动控制器设计方法，基于闭环增益成形算法，根据潜艇动力学模型的状态空间方程设计的潜艇深度控制器与潜艇纵倾控制器，能够快速、准确地实现变深和定深机动，使得潜艇垂直面运动控制器的响应时间和稳态误差达到最优，提高了潜艇的潜航性能和安全性；通过构建潜艇垂直面运动控制器的深度非线性函数与纵倾非线性函数，并根据深度非线性函数与纵倾非线性函数，结合潜艇垂直面运动控制器获取潜艇艏舵执行器的控制律与潜艇艉舵执行器的控制律，改进了潜艇垂直面运动控制器的线性误差反馈，增强了控制器的鲁棒性和节能效果，降低了外界干扰的影响，减少了舵机的能量消耗。
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公开(公告)号：CN113536463B
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202110819580.7
申请日：2021-07-20
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/27 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种基于改进梯度下降法的神经网络船舶整体模型逼近方法，包括：将风浪干扰当成船舶的一部分，视为一个整体模型；通过神经网络对这个整体模型进行逼近；采用改进的梯度下降法对权值进行在线更新，并根据所逼近的船舶模型对船舶进行仿真或用于船舶运动控制器设计。本发明通过将船舶的外界干扰和船舶视为一个时变的整体模型，通过神经网络逼近，采用改进的梯度下降法对权值进行在线更新，使其具有更好的逼近效果。解决了船舶在航行过程中由于装载量、吃水、外界干扰等变化引起的船舶模型的变化，对于只考虑输入输出的船舶模型，具有更好的普适性。
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公开(公告)号：CN117369252A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311095843.X
申请日：2023-08-29
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种水面无人船‑水下无人艇异构协同轨迹跟踪方法，建立水面无人船与水下无人艇的领导者‑追随者运动模型；基于投影垂直制导方法将水下无人艇的轨迹投影至水面上，构建将水面无人船与水下无人艇轨迹跟踪控制过程转化为虚拟速度与虚拟航向的转换过程的控制律；采用欧拉法用于预测未来位置，并构造当前时域和未来时域中的总路径偏差；由于水面无人船的执行器在实际导航过程中会受到物理限制，通过最优滑模控制策略，解决了水面无人船控制输入受限以及控制输入变化率和幅度受限的问题，设计扩张状态观测器来估计水面无人船和水下无人艇的扰动项，并在控制器设计中对扰动进行补偿，增强了控制器设计的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN119376389A
公开(公告)日：2025-01-28
申请号：CN202411381183.6
申请日：2024-09-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于改进制导算法的机船编队跟踪滑模控制方法，通过改进视线制导算法，求解无人船的期望艏向角，进而获取无人船的期望航向角；并分别通过建立基于无人船的观测值的无人船路径跟踪的控制律获取无人船的舵角输入，以及建立基于无人机的观测值的无人机的位置与姿态控制律，以获取无人机的俯仰角通道的控制律、无人机的横滚角通道的控制律和无人机的偏航角通道的控制律，以此来实现对机船编队的跟踪控制。本发明能够存在外界干扰的情况下，对机船进行精确制导，具有良好的可行性和优越性。
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