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公开(公告)号：CN109885096A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910276566.X
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于Lyapunov-MPC技术的自主水下机器人路径跟踪闭环控制方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪闭环控制方法。本发明的目的是为了解决现有MPC方法分析路径跟踪稳定性差的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径；二、根据当前AUV的状态测量值和AUV的期望路径得到AUV的路径跟踪误差；三、使二获得的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入，AUV的控制输入包括AUV的力矩和力；四、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到四，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。
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公开(公告)号：CN108363400A
公开(公告)日：2018-08-03
申请号：CN201810084233.2
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明公开了一种基于虚拟锚泊的欠驱动AUV三维控制区域镇定控制方法，属于无人水下机器人运动控制技术领域，包含以下步骤：建立AUV六自由度运动学方程，AUV六自由度动力学方程；建立欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；对欠驱动水下机器人进行受力分析；通过改进的静态悬链线方程表示悬链曲线张力水平分力方程和垂直分力方程；求解水下机器人所受到的悬链曲线张力水平分力和垂直分力；对悬链曲线张力水平分力和悬链曲线张力垂直分力进行分解：将纵向力、转艏力矩和俯仰力矩分配到AUV的执行器。本发明不依赖于模型，控制算法结构较为简单，并且能够让欠驱动AUV在强干扰环境下实现抵抗海流的目标，抗干扰能力强，具有很强的实际应用前景。
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公开(公告)号：CN107991872A
公开(公告)日：2018-05-04
申请号：CN201711286715.8
申请日：2017-12-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种欠驱动AUV的虚拟锚泊水平面区域镇定控制方法及实现方法。包括：建立欠驱动AUV的水平面运动方程；建立还有环境影响下的欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；建立了虚拟锚泊的数学模型；通过改进的静态悬链线方程对水平分力进行表示，采用Traube改进抛物线法对水下机器人所受到的锚链张力进行求解；取锚链张力中的水平分力进行按照AUV的随艇坐标系进行分解，分为纵向力Fxm和横向力Fym以及转艏力矩Mm；将Fxm和Mm分配到推力器，得出主推进器的推力X和转艏力矩N。本发明方法不基于模型，不会因为载体而对本控制方法产生影响，可以使得欠驱动AUV在大干扰环境下实现区域镇定。
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公开(公告)号：CN109901598A
公开(公告)日：2019-06-18
申请号：CN201910277232.4
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 基于随机模型预测控制技术的自主水下机器人路径跟踪方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有现有建立的AUV模型存在参数摄动的情况，导致AUV路径跟踪误差大的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径、AUV模型中不确定参数的概率分布函数、多项式展开的基函数和控制输入序列的初始值；二、得到AUV的路径跟踪误差；三、使二获得的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入；四、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到四，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108572654A
公开(公告)日：2018-09-25
申请号：CN201810532467.9
申请日：2018-05-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了基于Q学习的欠驱动AUV虚拟锚泊三维镇定控制及实现方法，属于无人水下机器人运动控制技术领域。包括：输入控制命令并初始化各变量；建立Q学习迭代方程，输入各变量；判断Q迭代的收敛性，是则策略选择动作，否则以虚拟锚泊控制输出组成动作；动作作用于AUV，得到所需参数，更新Q值和Q表；进行状态交换，判断AUV是否达到目标状态，在满足次数后，结束系统，否则继续迭代。虚拟锚泊控制部分：建立欠驱动AUV的动力学方程；建立欠驱动AUV的运动学方程；根据受力分析建立虚拟锚泊的数学模型；将锚链力进行分解，分配给AUV的执行器。本发明将虚拟锚泊控制的输出作为Q学习的指导，加快Q学习的收敛过程，为AUV在干扰的镇定控制问题提供了便利。
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公开(公告)号：CN109901402B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN201910276578.2
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于航向平滑技术的自主水下机器人路径跟踪方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有AUV路径跟踪控制中艏向穿越‑π/π不连续点的情况时，路径跟踪准确率低的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径；二、得到AUV的路径跟踪误差；三、得到优化后的路径跟踪误差；四、使优化后的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入，AUV的控制输入包括控制AUV的力矩和力；五、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到五，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。
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公开(公告)号：CN108363400B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810084233.2
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于虚拟锚泊的欠驱动AUV三维控制区域镇定控制方法，属于无人水下机器人运动控制技术领域，包含以下步骤：建立AUV六自由度运动学方程，AUV六自由度动力学方程；建立欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；对欠驱动水下机器人进行受力分析；通过改进的静态悬链线方程表示悬链曲线张力水平分力方程和垂直分力方程；求解水下机器人所受到的悬链曲线张力水平分力和垂直分力；对悬链曲线张力水平分力和悬链曲线张力垂直分力进行分解：将纵向力、转艏力矩和俯仰力矩分配到AUV的执行器。本发明不依赖于模型，控制算法结构较为简单，并且能够让欠驱动AUV在强干扰环境下实现抵抗海流的目标，抗干扰能力强，具有很强的实际应用前景。
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公开(公告)号：CN107991872B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201711286715.8
申请日：2017-12-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种欠驱动AUV的虚拟锚泊水平面区域镇定控制方法及实现方法。包括：建立欠驱动AUV的水平面运动方程；建立还有环境影响下的欠驱动AUV的相对速度和相对加速度的方程；建立了虚拟锚泊的数学模型；通过改进的静态悬链线方程对水平分力进行表示，采用Traube改进抛物线法对水下机器人所受到的锚链张力进行求解；取锚链张力中的水平分力进行按照AUV的随艇坐标系进行分解，分为纵向力Fxm和横向力Fym以及转艏力矩Mm；将Fxm和Mm分配到推力器，得出主推进器的推力X和转艏力矩N。本发明方法不基于模型，不会因为载体而对本控制方法产生影响，可以使得欠驱动AUV在大干扰环境下实现区域镇定。
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公开(公告)号：CN109901402A
公开(公告)日：2019-06-18
申请号：CN201910276578.2
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于航向平滑技术的自主水下机器人路径跟踪方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有AUV路径跟踪控制中艏向穿越-π/π不连续点的情况时，路径跟踪准确率低的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径；二、得到AUV的路径跟踪误差；三、得到优化后的路径跟踪误差；四、使优化后的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入，AUV的控制输入包括控制AUV的力矩和力；五、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到五，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。
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