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公开(公告)号：CN115685758B
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202211330399.0
申请日：2022-10-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种基于有限时间指令滤波反步法的船舶动力定位控制系统及方法，包括显控计算机(1)，有限时间指令滤波反步控制器(2)，RBF神经网络误差补偿系统(3)，推进系统(4)，动力定位船舶(5)，传感器系统(6)。本发明的基于有限时间指令滤波反步法的船舶动力定位控制系统及方法首先考虑了船舶运动中的未建模动态和误差以及推进器的动态特性，将控制系统变为一个三阶系统；其次，采用自适应神经网络方法对系统中的未知干扰进行了估计；最后，在指令滤波反步控制器设计中引入了有限时间控制技术，使其具有有限时间的特性，并利用Lyapunov稳定性理论证明了系统跟踪误差和参数估计误差能在有限时间内收敛。
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公开(公告)号：CN117724480A
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202311608401.0
申请日：2023-11-28
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种无人艇编队通过狭窄水道约束导引方法，本发明以无人艇编队为背景，涉及编队队形变换领域，包含以下步骤：步骤(1)：建立无人艇编队数学模型；步骤(2)：设计跟随者的期望位置；步骤(3)：设计跟随者的期望艏向角度；步骤(4)：设计一种新型期望纵荡速度约束函数；步骤(5)：设计一种新型跟随者期望纵荡速度辅助函数；步骤(6)：设计一种新型跟随者期望纵荡速度；步骤(7)：根据反步法设计无人艇艏向控制器和纵荡控制器；步骤(8)：仿真验证。本发明解决了无人艇编队通过狭窄水域的问题，设计新型期望纵荡速度约束函数和新型辅助函数，在狭窄水域领航者与期望跟随者之间的夹角会随着领航者曲率的变化而改变。
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公开(公告)号：CN116337058A
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202310194348.8
申请日：2023-03-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明属于无人机视觉/惯性组合导航领域，提出了一种基于深度学习的视觉/惯性组合导航方法。该方法利用Mask R‑CNN神经网络预处理相机输出图像，增强了图像的特征识别；通过里程计算法求解无人机姿态信息；同时惯性导航部分对测量数据预积分，保持传感器之间的数据同步；利用陀螺仪、加速度计输出求解惯性导航部分的航姿信息；最后通过集中式容错卡尔曼滤波对视觉和惯性导航两部分的观测信息融合预测得到航姿最优误差估计，并对视觉里程计和IMU的原始数据进行修正优化。本发明具有导航精度高、可持续性强、强鲁棒性等特点。
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公开(公告)号：CN115686034B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202211453151.3
申请日：2022-11-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种考虑速度传感器失效的无人潜航器轨迹跟踪控制方法，包括：建立航行数学模型，设定期望轨迹数学模型；设计基于位置信号的速度观测器，在此基础上设计纵向力矩和横向力矩干扰观测器；设计纵向速度和横向速度的虚拟控制律，导入指令滤波器对虚拟控制律的幅值及速度进行约束，并解决对虚拟控制律高阶求导产生计算复杂度增加问题；基于虚拟控制律及指令滤波器的输出设计轨迹跟踪滑模控制器，同时基于干扰观测器的估计值对纵向力矩和横向力矩的扰动进行补偿；本发明的技术方案解决了现有技术方案中未考虑无人潜航器在经过水下作业后速度传感器性能失效，控制器力矩输出超过无人潜航器推进器最大输出而导致控制器跟踪失效的问题。
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公开(公告)号：CN115509237B
公开(公告)日：2025-03-11
申请号：CN202211329526.5
申请日：2022-10-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/65 , G05D1/644 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于三角函数型映射的无人船路径跟踪约束控制方法，本发明涉及路径跟踪技术领域，尤其涉及基于三角函数型映射的无人船路径跟踪约束控制方法，包含以下步骤：步骤(1)：建立无人船运动三自由度数学模型；步骤(2)：构建非线性映射函数；步骤(3)：对原有系统的状态进行非线性映射变换，得到无约束系统；步骤(4)：设计基于三角函数型映射的艏向直接约束控制器；步骤(5)：设计基于三角函数型映射的纵荡直接约束控制器；步骤(6)：仿真验证。本发明要解决无人船在行驶过程中环境受限导致的约束问题，通过构建一种三角函数型映射函数处理状态约束，将原来受约束限制的系统映射为无约束的新系统，基于新系统设计控制器。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115525057B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202211329576.3
申请日：2022-10-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43
Abstract: 本发明公开了一种基于误差动态补偿的气垫船有限时间航向跟踪方法，本发明涉及航向跟踪控制技术领域，尤其涉及一种基于误差动态补偿的气垫船有限时间航向跟踪方法在气垫船航向跟踪领域，包含以下步骤：步骤(1)：建立气垫船运动三自由度数学模型；步骤(2)：获取艏向跟踪误差；步骤(3)：设计跟踪误差补偿动态律；步骤(4)：设计基于误差动态补偿的有限时间艏向控制器；步骤(5)：设计纵荡反步控制器；步骤(6)：仿真验证。本发明要解决气垫船在航向跟踪过程中易受外界环境干扰，导致的可控性差和跟踪精度低的问题，通过将跟踪误差以动态补偿方式引入到控制器的设计中，来提高气垫船航向跟踪的暂态及稳态性能。
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公开(公告)号：CN116558511A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310540247.1
申请日：2023-05-12
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提出了一种改进Sage‑Husa自适应滤波的SINS/GPS组合导航方法。本发明的主要步骤包括：组合导航系统状态方程建立、量测方程建立、系统方程离散化、滤波状态更新、量测噪声估计、滤波异常判定、渐消因子计算、量测更新、反馈修正。相比传统的基于Sage‑Husa滤波的SINS/GPS组合导航方法，本发明方法能够有效降低量测异常和模型误差对组合导航系统的影响，提高组合导航系统的稳定性和定位精度。
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公开(公告)号：CN115525057A
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN202211329576.3
申请日：2022-10-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于误差动态补偿的气垫船有限时间航向跟踪方法，本发明涉及航向跟踪控制技术领域，尤其涉及一种基于误差动态补偿的气垫船有限时间航向跟踪方法在气垫船航向跟踪领域，包含以下步骤：步骤(1)：建立气垫船运动三自由度数学模型；步骤(2)：获取艏向跟踪误差；步骤(3)：设计跟踪误差补偿动态律；步骤(4)：设计基于误差动态补偿的有限时间艏向控制器；步骤(5)：设计纵荡反步控制器；步骤(6)：仿真验证。本发明要解决气垫船在航向跟踪过程中易受外界环境干扰，导致的可控性差和跟踪精度低的问题，通过将跟踪误差以动态补偿方式引入到控制器的设计中，来提高气垫船航向跟踪的暂态及稳态性能。
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公开(公告)号：CN115453914A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202211277205.5
申请日：2022-10-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种考虑海浪干扰的无人艇回收分布式决策仿真系统，完成海洋作业中母船对无人艇的自动回收任务。首先，搭建无人艇回收任务所需的仿真环境；基于DuelingNetwork算法设计决策模块，并针对应用场景优化神经网络结构，使决策模块具有短时记忆功能；实现分布式通信机制，将决策模块置于服务器端，环境模块置于客户端；最后，启动服务器与客户端程序，控制无人艇抽象的智能体完成回收任务。该系统针对实际复杂海况，设计模拟物理交互的仿真环境；采用深度强化学习算法，使得AI控制器应对复杂场景时，具有更强的鲁棒性，且让模型具有迁移学习能力；分布式通信机制将训练与控制独立运行，便于实现离线训练，同时可以实现远程控制效果。
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公开(公告)号：CN115686008B
公开(公告)日：2025-04-08
申请号：CN202211330354.3
申请日：2022-10-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/10
Abstract: 本发明提供的是一种基于指令滤波反步法的船舶动力定位辅助锚泊系统(Dynamic Positioning Assisted Mooring，简称DPAM)设计方法。包括锚泊系统(1)、指令滤波控制器(2)、推进器系统(3)、位置参考系统(4)、传感器系统(5)、DPAM船舶(6)、有限时间干扰观测器(7)、显控计算机(8)、导引系统(9)、张力传感器(10)等。本发明采用指令滤波反步法设计控制器，避免了对虚拟控制律复杂的求导运算过程，有效的提高了船舶动力定位系统的的定位精度。同时，借助非线性有限时间干扰观测器对时变海洋环境干扰做出有限时间估计，存在外界干扰的情况下系统能够获得到较好的控制效果。
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