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公开(公告)号：CN116449829A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310329389.3
申请日：2023-03-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于二自由度LQR的船舶编队系统切换控制方法，包括：建立船舶数学模型，定义每艘船在北东坐标系下位置与对应队形参考点之间的相对位置向量；船舶之间通过有向强连通图建立通信拓扑图；基于设计的船舶协同编队控制器根据输入期望状态信号获取相对应的协调控制器；协调控制器基于二自由度平滑LQR设计协同平滑控制器；根据协同平滑控制器获取适用于船舶协同编队切换控制律；协同编队控制器根据船舶的控制信号与指令员的指令获取期望状态信号，协同编队控制器根据期望状态信号进行不同协调控制器的切换。解决了在多控制系统的船舶编队中，不同控制系统的切换存在较大的时间延迟与误差，使得船舶编队控制器会受到更大的干扰的问题。
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公开(公告)号：CN116300981A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310149488.3
申请日：2023-02-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种水下滑翔机向量场路径跟踪控制方法，包括，建立水下滑翔机运动学模型，设置期望路径和期望速度；将期望路径进行参数化，得到期望路径的参数化信息；根据期望路径的参数化信息获取虚拟参考点的位置信息，计算虚拟参考点与水下滑翔机的实际位置之间的路径跟踪误差；根据期望路径的参数化信息得到制导向量场信息，根据制导向量场信息和水下滑翔机的实际位置计算水下滑翔机的制导角速度；根据期望速度和路径跟踪误差中的纵向路径跟踪误差计算水下滑翔机前向速度；水下滑翔机根据制导角速度和前向速度进行航行。使水下滑翔机路径跟踪路线更加平滑，减小了水下滑翔机运动中的风险，提高了水下滑翔机路径跟踪性能。
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公开(公告)号：CN116185013A
公开(公告)日：2023-05-30
申请号：CN202310020890.1
申请日：2023-01-06
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明一种自触发通信的无人驾驶船舶协同编队控制系统，包括路径参数预估器、协同控制器、事件触发器、运动学控制器和动力学控制器；协同控制器接收运动学控制器传送的无人驾驶船舶纵向跟踪误差信号xei、路径参数预估器传送的邻居j号无人驾驶船舶的路径参数的估计值协同控制器输出i号无人驾驶船舶的路径参数θi；路径参数预估器接收事件触发器输出的i号和邻居j号无人驾驶船舶分别在和时刻触发的路径参数动力学控制器接收运动学控制器传送的无人驾驶船舶的速度给定udi，航向给定ψdi，以及无人驾驶船舶的前向速度信息ui及角速度信息ri，动力学控制器输出信号为τui,τri传送给无人驾驶船舶，实现无人驾驶船舶按照给定的路径行驶。
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公开(公告)号：CN116166037A
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202310149450.6
申请日：2023-02-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种无人水下航行器虚拟目标跟踪控制系统与方法，包括根据无人水下航行器的实时位置与虚拟目标位置计算参考点误差，根据参考点误差计算无人水下航行器的前向速度制导信号，根据参考点误差和无人水下航行器的水平航向、垂直航向计算无人水下航行器的航向误差，根据航向误差计算无人水下航行器的角速度制导信号，根据无人水下航行器的前向速度制导信号和角速度制导信号控制无人水下航行器沿着虚拟目标位置进行航行。通过在计算角速度制导信号和航向制导信号中考虑无人水下航行器的暂态控制性能，使得目标跟踪路线更加光滑，提高了角速度和前行速度更新的平稳性，减小无人水下航行器运动的风险。
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公开(公告)号：CN110995090B
公开(公告)日：2023-02-28
申请号：CN201911276663.5
申请日：2019-12-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: H02P21/13
Abstract: 本发明提供一种控制参数未知的异步电动机位置跟踪控制器，包括7级子控制器，其中：第1级子控制器的输入端与参考信号Θr相连，第1级子控制器的输出端α1与第2级子控制器的输入端相连，第4级子控制器的输出端uqs与被控系统的输入端相连；第5级子控制器的输入端与参考信号相连，第5级子控制器的输出端α4与第6级子控制器的输入端相连，第6级子控制器的输出端α5与第7级子控制器的输入端相连，第7级子控制器的输出端uds与被控系统的输入端相连，其中c表示转子角度参考值，表示转子磁链参考值。本发明不但能够实现对模型不确定与负载扰动的估计，而且能够估计未知的控制参数，克服了现有神经网络和模糊控制方法假设控制参数已知的缺陷。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114408122A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210102027.6
申请日：2022-01-27
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种船舶防碰撞控制系统及其设计方法，其特征在于，包括：船舶运动模块、路径跟踪制导模块、人机共融制导模块；船舶运动模块的输入端与人机共融制导模块的输出端相连、输出端与路径跟踪制导模块和人机共融制导模块的输入端相连；路径跟踪制导模块的输入端与船舶运动模块的输出端相连、输出端与人机共融制导模块的输入端相连；人机共融制导模块的输入端与船舶运动模块和路径跟踪制导模块的输出端相连、输出端与船舶运动模块的输入端相连。本发明基于无人水面船舶和障碍物之间的距离，引入人类驾驶员的活动参数，通过调节共融控制权从而缓和人机共驾的冲突，能够强制执行约束或在有意图时采取最佳行动，充分发挥人类和自动化协调能力。
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公开(公告)号：CN110262513B
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN201910631137.X
申请日：2019-07-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种海洋机器人轨迹跟踪控制结构的设计方法，所述的结构包括滚动时域优化控制模块、动力学估计模块、运动学估计模块、纵向转换控制模块、艏摇方向转换控制模块和海洋机器人。本发明通过滚动时域优化控制模块对海洋机器人的动态进行在线滚动优化和反馈校正，避免了海洋机器人产生超出约束范围的动态，提高了整个轨迹跟踪结构的控制性能，并降低了跟踪误差，可以高效的控制海洋机器人的输出动态。本发明通过采用估计模块对由海洋机器人动力学建模不确定性与环境中带来外部扰动组成的集总不确定性进行估计，之后把估计值作为补偿来抵消，从而实现消除扰动，有效的降低了控制结构的计算负荷，提高了控制结构的抗干扰能力，控制性能良好。
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公开(公告)号：CN109976349B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN201910295860.5
申请日：2019-04-12
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种含约束无人船路径跟踪制导与控制器结构的设计方法，包括以下步骤：扰动观测器的设计；LOS制导律模块的设计；航向控制模块的设计；速度控制模块的设计。本发明通过采用扰动观测器对由含约束无人船动力学建模不确定性与海洋环境带来外部扰动组成的集总不确定性进行估计，所需调节参数少，易于调参。通过发送集总不确定性的估计值给航向控制模块与速度控制模块，进而控制船舶运动，有效的降低了制导与控制结构的计算负荷，可以实现快速收敛，提高了制导与控制结构的抗干扰能力，控制性能良好。本发明通过在线滚动优化和反馈校正策略，含约束无人船的制导与控制结构可以充分利用允许的控制动作，提高性能。
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公开(公告)号：CN109739088B
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN201910013536.X
申请日：2019-01-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种无人船有限时间收敛状态观测器及其设计方法，所述观测器由输入单元、比较单元、比例单元1、旋转单元1、幂运算单元1、旋转单元2、比例单元5、加法单元1、旋转单元3、幂运算单元2、比例单元2、加法单元2、比例单元4、幂运算单元3、比例单元3和输出单元组成。本发明在只有位置信息作为输入的情况下，不仅能有效估计出无人船的速度状态信息，而且可得到包括内部模型参数不确定性，外部风、浪、流等复杂环境的扰动等在内的对无人船扰动信息，有效解决了含有模型不确定性和未知环境扰动的状态观测问题，提高了无人船控制精度；通过参数α和ε的对状态观测器的设计能够在有限的时间收敛到平衡点，具有更高的实时性和精确度。
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公开(公告)号：CN113219970A
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202110443952.0
申请日：2021-04-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种无人船向量场路径跟踪控制器及设计方法，采用向量场方法，在期望路径周围生成空间矢量。基于产生的向量场空间矢量方向，给出了无人船制导航向信号。根据无人船位置及路径参数点位置信息，得到了无人船制导速度信号。在向量场作用下，无人船能够光滑的沿着场线运动，最终收敛到期望路径。本发明考虑了无人船的暂态控制性能，使无人船路径跟踪路线更加光滑，减小了无人船运动中的风险，降低了执行机构的压力，能够有效的降低船舶执行机构的成本。采用向量场的制导方法，可以得到更小的跟踪误差收敛效果，提高了无人船路径跟踪性能。
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