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公开(公告)号：CN114326818A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202210022791.2
申请日：2022-01-10
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种基于动态事件触发的无人机输出反馈协同控制系统，包括多个无人机控制模块通过通信拓扑模块连接；协同模块与通信拓扑模块、动态事件触发模块和分布式动态补偿模块连接；一致性控制模块分别与分布式动态补偿模块和分布式观测模块连接；无人机控制模块与一致性控制模块连接；且分别与分布式观测模块连接；动态事件触发模块与分布式动态补偿模块连接；动态事件触发模块与通信拓扑模块连接。本发明通过动态事件触发机制的设计，减少了网络之间不必要的通信传输以及因连续通信带来的不必要的机载能量消耗，显著降低了控制器设计的复杂度，减少了计算负荷，提高了控制器设计的灵活性，便于工程实现。
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公开(公告)号：CN110362095B
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN201910735513.X
申请日：2019-08-09
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种有限时间收敛无人船协同控制器的设计方法，所述有限时间收敛无人船协同控制器的结构包括有限时间扩张状态观测器、有限时间分布式路径操纵制导模块、非线性跟踪微分器、抗干扰动力学控制模块和欠驱动无人船。本发明通过将人工势能函数引入到分布式路径操纵控制器设计中，设计了具有避碰、避障以及连通性保持的分布式协同路径操纵控制器，从而更好地适应在实际中复杂多变的海洋情形。本发明仅基于位置和偏航角信息，能够实现对欠驱动无人船模型不确定性以及复杂海况带来的未知扰动的统一估计。同时，有限时间收敛的特性可以使协同控制器获得更好的观测效果及抗干扰能力，扩展了现有分布式协同路径操纵控制器的应用范围。
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公开(公告)号：CN110647041B
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN201910966937.7
申请日：2019-10-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种无人船模型全系数精确辨识方法，利用无人船模型全系数精确辨识结构进行辨识，所述无人船模型全系数精确辨识结构包括滤波器模块、积分滤波模块、参数在线估计模块和船舶模型。现有采用人工神经网络或模糊逻辑的模型辨识方法中，仅能实现对无人船模型未知部分进行整体辨识，而本发明仅需通过采集无人船控制力矩以及无人船的状态量，即无人船的输入输出数据，即可实现对无人船模型所有未知系数进行单独精确辨识，有效提高了模型辨识的准确性。现有采用人工神经网络或模糊逻辑的模型辨识方法中，无法对无人船模型惯性矩阵进行辨识，而本发明可以对无人船的惯性矩阵进行精确辨识，进而为无人船高精度控制提供有力保障。
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公开(公告)号：CN109917795B
公开(公告)日：2022-02-01
申请号：CN201910330379.5
申请日：2019-04-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动无人船集群协同制导结构及设计方法，所述的结构包括协同误差计算模块、路径参数更新模块、速度前馈模块、包含操纵控制器和速度转换模块。本发明在实际应用针对欠驱动无人船的控制方法有着更高的应用价值。本发明采用了根据跟踪误差同步更新的参数化路径，能够实现多条路径同步更新以及控制过程中的参考路径点的调整，避免了欠驱动无人船跟不上目标轨迹的问题。本发明考虑了欠驱动无人船自身横漂速度对协同控制的影响，可以使欠驱动无人船不会因为横漂速度而出现跟踪误差变大以及频繁偏离轨迹等问题。本发明属于分布式控制方法，在大规模欠驱动无人船的协同控制应用中比集中式控制更加有利。
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公开(公告)号：CN113970887A
公开(公告)日：2022-01-25
申请号：CN202111388876.4
申请日：2021-11-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于能耗最优的多水下滑翔机路径规划系统，包括水下滑翔机能耗设计模块用于计算水下滑翔机在单个滑翔周期的能耗；水下滑翔机全局路径规划模块用于获取水下滑翔机在整个航程中所需经过的路径点集合，根据总能耗最低时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径；所述水下滑翔机局部路径规划模块用于根据每艘水下滑翔机的路径，进行碰撞判断，若出现碰撞，根据人工势场法重新计算任一水下滑翔机的路径点，并根据重新计算的路径点航行，直到重新计算的路径点与路径中的路径点重合。本发明能够满足水下滑翔机集群开展三维海洋观测的路径规划需求，同时采用惩罚函数实现避障功能，并采用人工势场法解决局部区域多水下滑翔机的避碰问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113253721A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110443942.7
申请日：2021-04-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种时变海流干扰下无人船集群协同避碰制导方法及系统，方法考虑了制导信号可能违背无人船速度约束情形，通过构建无人船编队航行中的输入速度约束条件，以防止因编队中的无人船速度不相适应导致互碰的危险。系统采用控制闸函数设计了避碰控制器，能够实现无人船编队控制中无人船彼此之间、无人船与环境障碍物之间的避碰，提高了无人船编队航行安全性。采用状态观测器来估计海流速度，通过状态观测器可以提高无人船集群协同控制的精度，同时也大大加强了无人船的稳定性。
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公开(公告)号：CN109765892B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN201910041234.3
申请日：2019-01-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种无人船集群的碰撞自规避编队控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括避碰和连通保持控制器、协同跟踪控制器、速度转换器、非线性微分跟踪器、扩张状态观测器以及动力学控制器。本发明专门针对欠驱动无人船而提出，故有着更加广阔的利用前景。本发明利用势能函数设计了避碰和连通保持控制器，能够实现编队过程中避免欠驱动无人船与欠驱动无人船之间、欠驱动无人船与环境障碍物之间的碰撞，同时保证欠驱动无人船之间的连通，在实际应用中可极大提高欠驱动无人船舶的安全性。本发明采用输出反馈设计，可以不使用速度传感器而利用观测器获取欠驱动无人船的速度信息，可以在实际应用中节省成本，减小体积。
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公开(公告)号：CN113178098A
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN202110553575.6
申请日：2021-05-20
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人船事件触发分层协同控制系统，包括分布式事件触发状态观测模块、位置跟踪控制模块、通讯网络、无人船、目标船，分布式事件触发状态观测模块用于对相邻无人船进行实时监测，当邻居船的位置信息更新后，触发无人船对目标船的位置和速度信息进行观测，包括第一事件触发单元、分布式观测单元，位置跟踪控制模块用于对目标船的位置、角度和速度跟踪误差进行估计，触发无人船对目标船进行跟踪，包括跟踪控制单元、第三事件触发单元、降阶分布式观测单元，将分布式观测单元与跟踪控制单元分层设计，实现了各层之间的独立，通过各层的协作，有效降低了多无人船目标跟踪问题的复杂度，提高了多无人船目标跟踪控制系统的扩展性。
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公开(公告)号：CN112882473A
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN202110098948.5
申请日：2021-01-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种事件触发的无人艇集群分布式协同控制器、结构及方法，通过基于事件触发的通讯方式，无人艇仅当满足预设事件时，才向通讯网络发送自身信息，实现了非周期的信息发送，从而减少信息发送频率，减轻无人艇通讯网络的通讯负担；同时，无人艇的协同动作执行也是由事件触发的，执行器根据设定的性能按需非周期的更新，从而降低了执行器更新频率，避免执行器的连续动作，减轻无人艇的执行负担；本发明中的并行学习辨识模块，不仅能够对无人艇中的不确定非线性动态进行逼近，也可以辨识未知控制增益，从而能够在不依赖无人艇的精确信息的情况下，仍能够保持协同控制，使得协同控制更加灵活高效。
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公开(公告)号：CN112558477A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011409206.1
申请日：2020-12-03
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于加速度信息的无人船状态和扰动观测器，利用无人船所测加速度信息对无人船控制增益进行估计，通过所估计的控制增益信息设计扩张状态观测器并通过无人船位置信息得到无人船状态以及不确定性扰动的观测值。本发明仅需无人船控制力矩以及无人船位置与加速度状态量，即无人船的输入输出数据，利用堆栈存储所需数据，就可以实现对无人船控制增益精确估计，进而利用扩张状态观测器观测无人船的状态和不确定性，减少估计所需要的信息。本发明可以对无人船的惯性矩阵进行精确估计，进而为无人船高精度控制提供有力保障。本发明的实现了对无人船的状态、不确定性和控制增益进行同时在线估计。
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