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公开(公告)号：CN117830571B
公开(公告)日：2025-05-02
申请号：CN202311868668.3
申请日：2023-12-30
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明旨在解决传统粒子群方法在路径规划上对初始化条件敏感、参数调整困难、容易陷入局部最优解和收敛速度慢等问题，公开了一种多约束优化的UUV粒子群三维路径规划方法，具体包括：在传统粒子群算法的基础上，利用预先寻优对部分粒子进行初始化，并在起点和终点直线之间生成初始种群；寻优时引入模拟退火准则作为一种局部搜索机制，并在位置更新时根据模拟退火原理进行调整；当模拟退火无法更新个体时，通过一次变异操作增加了搜索空间；在粒子进行速度和位置更新时，对其上下界进行限制并修正，避免速度过大或过小导致粒子跑偏或停滞，同时避免粒子位置出现偏差而偏离地图；最后让部分个体进行局部搜索，以进一步提高收敛性能。
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公开(公告)号：CN117163219A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311198590.9
申请日：2023-09-15
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种考虑杆长杆间约束的船载栈桥前馈模糊控制方法，旨在解决船载栈桥控制系统时滞性大、响应速度慢和模型不精确问题。其包括：考虑支链驱动杆杆长、杆间以及运动学参数约束进行建模，获取驱动杆模型与运动目标；根据驱动杆电动缸模型，设计基于船载栈桥的前馈控制律，根据目标位姿与实际位姿之差，根据模糊自适应控制，结合阻抗控制方法，控制驱动杆调整六个电动缸的输出力，使其驱动关节，从而保持平台和目标船相对位置恒定，实现船载栈桥稳定平台的波浪补偿运动。本发明考虑杆长杆间约束的船载栈桥前馈模糊控制方法，可以精确实现船载栈桥的波浪补偿，具有良好的稳定性与快速性。
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公开(公告)号：CN117105096A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311242696.4
申请日：2023-09-25
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提供一种适用于变绳长双摆型船用起重机的滑模控制方法，旨在解决传统线性控制方法导致非线性船用起重机系统减摆效果不佳、响应速度慢的问题。首先，在缆绳长度可以改变和吊钩质量不可忽略的情况下，建立具有双摆特性船用起重机的动力学模型，然后，采用干扰观测器对未知波浪有界干扰进行估计补偿，最后，针对系统可驱动状态向量构造包含吊钩摆角导数和负载摆角导数的滑模面，以确保系统的状态输出及早得到修正，分别设计基于台车位置与缆绳长度的控制律，以实现变绳长双摆型船用起重机的镇定控制。本发明提高了船用起重机非线性模型的准确性，使系统状态在有限时间内快速收敛到平衡状态，并且能够有效地抑制负载和吊钩的摆动角度。
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公开(公告)号：CN119722796A
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202411812742.4
申请日：2024-12-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对无人机吊运任务中，载荷的摆动特性及运动过程中产生的模糊效应导致摆角测量精度下降的技术问题，本发明提出了一种解决视觉运动模糊的无人机吊运系统摆角测量方法。所述方法包括：首先建立相机与载荷之间的几何关系模型，利用相机获取载荷标识物的特征；其次，通过分析标识物在相邻帧之间的高阶状态信息，结合卡尔曼滤波器来预测下一帧位置并设定感兴趣区域的边界约束，降低数据处理量；然后，引入自适应模板学习率并利用灰度相乘来增强边缘信息，提升算法在模糊条件下的跟踪鲁棒性；最后，利用吊绳长度的先验知识，结合三角函数关系实现载荷摆角精确计算。本发明有效克服了运动模糊问题，不仅成本低、实现简单，还具备较强的实时性。
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公开(公告)号：CN119535970A
公开(公告)日：2025-02-28
申请号：CN202411593617.9
申请日：2024-11-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明是一种考虑复杂扰动和电机动态特性的USV旋柱减摇控制系统，属于海洋移动观测平台运动控制系统领域，旨在提高USV航行的稳定性与控制效率。具体步骤如下：首先建立旋柱稳定器升力模型、USV非线性横摇模型及伺服电机动态模型。然后设计基于消除微分项扰动观测器的Backstepping控制器，实时估计并补偿外部和模型不确定性造成的扰动，然后实时调整期望的控制输入，确保输出的横摇角跟踪期望横摇角。设计基于伺服电机状态反馈的MPC控制器，通过将电机的状态量反馈到控制器中进行预测和调整，有效解决了伺服电机在复杂海况中存在的响应滞后和输出过载问题，还实现了将横摇角误差的最小化和能量消耗的有效控制，达到了多目标优化的目的。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117519136B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202311372132.2
申请日：2023-10-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种考虑大曲率转弯的无人艇路径跟踪方法，包括：首先，建立无人艇的运动学与动力学数学模型；在此基础上，设计LOS导引算法，引入自适应观测器，实时观测并补偿漂角，引入内偏角与前视基准角，设计模糊算法以优化内偏角；然后，设计时变前视距离的LOS导引法；最后，设计PID‑GA控制器，利用遗传算法动态优化PID参数以适应环境变化，为加快遗传算法的运算速度，限定其优化的参数个数与参数取值范围。本发明针对大曲率转弯的无人艇路径跟踪问题，考虑到漂角未知且不是很小，使用带内偏角、时变前视距离的PID‑GA路径跟踪方法，避免了在期望路径外侧产生较大的稳态误差，降低了调节时间并减小了稳态误差。
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公开(公告)号：CN117105096B
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311242696.4
申请日：2023-09-25
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提供一种适用于变绳长双摆型船用起重机的滑模控制方法，旨在解决传统线性控制方法导致非线性船用起重机系统减摆效果不佳、响应速度慢的问题。首先，在缆绳长度可以改变和吊钩质量不可忽略的情况下，建立具有双摆特性船用起重机的动力学模型，然后，采用干扰观测器对未知波浪有界干扰进行估计补偿，最后，针对系统可驱动状态向量构造包含吊钩摆角导数和负载摆角导数的滑模面，以确保系统的状态输出及早得到修正，分别设计基于台车位置与缆绳长度的控制律，以实现变绳长双摆型船用起重机的镇定控制。本发明提高了船用起重机非线性模型的准确性，使系统状态在有限时间内快速收
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公开(公告)号：CN119739163A
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202411860202.3
申请日：2024-12-17
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提出了一种考虑路径交叉影响下的无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)编队重构方法，旨在解决编队中成员丢失导致的队形不稳定及重构耗能问题。包括以下步骤：对UUV进行位置、速度等初始化，结合二阶一致性算法，对跟随者UUV进行队形控制。通过引入路径交叉代价、角度差代价等因素，增强UUV编队在队形变化过程中的自适应性，减少了路径长度和重构时间。针对成员丢失或增加导致代价函数矩阵非方阵问题，通过增加目标点和添加虚拟UUV的方式，将代价函数变为方阵，利用矩阵行列变化得到效率矩阵，从而确定每个跟随者的目标位置。结果显示，本发明在提高编队稳定性、降低路径长度以及增强队形自适应性、编队安全等方面表现良好，降低了队形重构的时间。
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公开(公告)号：CN118034161A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410304593.4
申请日：2024-03-18
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明是一种适用于海洋移动观测平台的旋柱协同稳定控制系统，属于海洋移动观测平台运动控制系统领域，旨在提高海洋移动观测平台运行的稳定性。具体步骤如下：建立旋柱升力模型和海洋移动观测平台非线性横摇模型，为旋柱协同稳定控制提供理论基础；设计基于RBF神经网络的滑模力矩控制器，接收总减摇力矩，预测横摇模型并生成控制律，确保输出跟踪期望；基于序列二次规划法建立协同分配控制器，实时获取旋柱状态并分配权重，优化分配减摇力矩，实现最优控制；采用电机随动系统快速响应期望转速，调整旋柱工作状态。本发明不但稳定效果好，而且兼顾各执行器的驱动功耗和动态性能，更有利于海洋移动观测平台的稳定作业和长途航行。
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公开(公告)号：CN117163219B
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202311198590.9
申请日：2023-09-15
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种考虑杆长杆间约束的船载栈桥前馈模糊控制方法，旨在解决船载栈桥控制系统时滞性大、响应速度慢和模型不精确问题。其包括：考虑支链驱动杆杆长、杆间以及运动学参数约束进行建模，获取驱动杆模型与运动目标；根据驱动杆电动缸模型，设计基于船载栈桥的前馈控制律，根据目标位姿与实际位姿之差，根据模糊自适应控制，结合阻抗控制方法，控制驱动杆调整六个电动缸的输出力，使其驱动关节，从而保持平台和目标船相对位置恒定，实现船载栈桥稳定平台的波浪补偿运动。本发明考虑杆长杆间约束的船载栈桥前馈模糊控制方法，可以精确实现船载栈桥的波浪补偿，具有良好的稳定性与快速性。
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