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公开(公告)号：CN113848729A
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202111212870.1
申请日：2021-10-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于水弹性力学、流固耦合和虚拟阻尼的船用鳍阻抗控制方法，旨在解决船用鳍在水中的主动柔顺控制问题，具体包括以下步骤：建立鳍体的欧拉‑拉格朗日动力学方程，以中心轴的转动角度、角速度和角加速度作为系统输入，并引入期望参考力实现力跟踪效果，以中心轴作为末端执行器，得到以鳍体为外部物体的阻抗控制系统，将流体对鳍体产生的附加特性整合到鳍体的阻抗特性，设计基于流固耦合的阻抗控制方法；最后进行稳定性分析，证明系统的阻抗误差收敛到零或零的邻域；同时，依据阻抗参数选取规则，以确定虚拟阻尼的方式实现参数优化，实现阻抗控制系统的参数优化。本发明贴近实际，柔顺控制效果好，力和位置跟踪更为准确。
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公开(公告)号：CN113387276B
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202110773970.5
申请日：2021-07-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种改进LQR的船用起重机控制方法，旨在解决传统LQR因不易选取最佳权重矩阵而导致船用起重机作业时减摆效果不佳、响应速度慢的问题，具体步骤如下：首先构建船用起重机负载摆角的动力学模型，将此动力学模型经过线性化处理转化为状态空间方程，然后利用LQR控制方法将负载摆角问题转化为二次型性能指标中权重矩阵参数的优化整定问题，最后基于折射原理改变群体中最优个体的更新机制来改进灰狼优化算法（GWO），用于整定LQR控制器最优权重矩阵，从而获得系统最优性能指标。本发明提高了权重矩阵参数的适应性，对负载的摆角抑制效果好，响应速度快，有效地提高船用起重机吊装作业的工作效率。
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公开(公告)号：CN113706023A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111009089.4
申请日：2021-08-31
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于深度强化学习的舰载机保障作业人员调度方法，包括以下步骤：构建舰载机保障过程的马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP)模型，作为智能体训练环境；根据保障作业流程，确定智能体及其观测空间与动作空间；随后设计奖励函数、经验抽取机制和终止条件，并基于此设计网络结构；通过设置主要参数初始化环境，并采用多智能体深度确定策略梯度算法(Multi Agent Deep Deterministic Policy Gradient,MADDPG)训练智能体；最终使用完成训练智能体的决策辅助指挥人员进行保障作业人员调度。本发明可用于人员调度智能决策，将各类保障小组设定为智能体，辅助指挥人员和保障人员进行决策，提高保障作业决策效率，从而提高舰载机出动回收架次率。
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公开(公告)号：CN112429165A
公开(公告)日：2021-03-02
申请号：CN202011283962.4
申请日：2020-11-17
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法，该方法将减摇鳍的鳍体等效成长方体模型，其中障碍物的等效球模型是将障碍物看成一个质点，质点与鳍体的安全距离作为半径，标记处于鳍体中的轴中心点、长方体模型右侧面中心点与这两点在后侧面所在平面的投影点，通过测距传感器分别测出障碍物与其余四点的距离，再测出两个中心点的距离和长方体模型的宽，若障碍物将与鳍发生碰撞，则需要在降低一定减摇效果的情况下改变鳍摆角实现避障，由折算关系可知所需改变的角度。本发明优点是方法简单、操作方便、实用性强，并且避免了鳍在遇到暗礁、较大悬浮物或特殊情况时发生碰撞的不利情况，解决了传统减摇鳍的鳍体缺乏实时自动避障的问题。
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公开(公告)号：CN112276958A
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN202011243396.4
申请日：2020-11-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明设计一种主动控制恒张力的三连杆式船用自抓放机械臂装置。装置主要包括底座、平衡平台、左平衡臂、右平衡臂、张力传感器、连杆一、连杆二、连杆三、左辅助平衡臂、右辅助平衡臂、主吊索、左平衡索、右平衡索、左辅助平衡索、右辅助平衡索、视觉传感器、吊环、抓钩、PLC控制箱。采用四条平衡索，利用PLC实现主动控制恒张力，并采用视觉传感器的抓钩实现自动抓取收放功能。本发明优点在于使用多个自由度的三连杆式机械臂，扩大抓取范围。同时考虑海洋环境因素干扰力对主吊索、抓钩和被吊物影响。采用四条平衡索，提升减摇效果。运用视觉传感器，船用机械臂可以自动抓取收放被吊物，且相比于人工操作的船用起重机更加智能化，适用于多种运载器。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113848729B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202111212870.1
申请日：2021-10-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于水弹性力学、流固耦合和虚拟阻尼的船用鳍阻抗控制方法，旨在解决船用鳍在水中的主动柔顺控制问题，具体包括以下步骤：建立鳍体的欧拉‑拉格朗日动力学方程，以中心轴的转动角度、角速度和角加速度作为系统输入，并引入期望参考力实现力跟踪效果，以中心轴作为末端执行器，得到以鳍体为外部物体的阻抗控制系统，将流体对鳍体产生的附加特性整合到鳍体的阻抗特性，设计基于流固耦合的阻抗控制方法；最后进行稳定性分析，证明系统的阻抗误差收敛到零或零的邻域；同时，依据阻抗参数选取规则，以确定虚拟阻尼的方式实现参数优化，实现阻抗控制系统的参数优化。本发明贴近实际，柔顺控制效果好，力和位置跟踪更为准确。
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公开(公告)号：CN114564023A
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202210241308.X
申请日：2022-03-11
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 为解决快速变化的动态复杂场景下基于搜索的寻路算法中存在的算法效率低，路径局部最优等问题。在跳点搜索（jump point search,JPS）算法基础上，提出动态场景下的跳点搜索（dynamic jump point search,DJPS）路径规划方法。DJPS算法应对不同场景下的障碍物变化，设计一套完整的“跳点‑路径更新方案”，同时探索障碍物更新时可能出现的新“近路”，优化所求得路径以保证路径的最优性。为验证DJPS算法的有效性，设计多种复杂地图下的路径更新实验。本发明中仅对原始路径以及路径附近节点进行障碍物检测，且利用原算法中保存于OpenList以及CloseList中的跳点，相互连接得到的未寻路结束的“废弃路径”，限制每次寻路时的搜索长度，降低算法的时间复杂度和空间复杂度，实现动态场景下的跳点搜索方案。
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公开(公告)号：CN113608440B
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN202110890976.0
申请日：2021-08-04
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04 , G06F30/17 , G06F30/20 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开一种考虑绳长变化的船用吊艇系统减摆控制方法。解决大型舰船的吊艇系统减摆控制存在响应速度慢和位移饱和而导致传统位置控制效果不佳的问题。包括：首先构建考虑绳长变化和海浪横摇运动的动力学模型，对其部分反馈线性化，设计位置控制模式，减小强干扰带来的误差，但其使系统频繁减摆导致柔顺性下降，其次构建含有期望刚度、期望阻尼和期望质量的二阶环境耦合动力学模型，引入隐形弹力函数，补偿接触力信息；但因环境刚度受到强干扰时变，需要在线调整参数，为了避免参数动态变化引起系统震荡，最后设计环境补偿函数与自适应律，保证系统柔顺性与稳定性。该方法可有效减小摆角，保证工作艇位姿稳定，提高收放效率。
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公开(公告)号：CN113608440A
公开(公告)日：2021-11-05
申请号：CN202110890976.0
申请日：2021-08-04
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04 , G06F30/17 , G06F30/20 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开一种考虑绳长变化的船用吊艇系统减摆控制方法。解决大型舰船的吊艇系统减摆控制存在响应速度慢和位移饱和而导致传统位置控制效果不佳的问题。包括：首先构建考虑绳长变化和海浪横摇运动的动力学模型，对其部分反馈线性化，设计位置控制模式，减小强干扰带来的误差，但其使系统频繁减摆导致柔顺性下降，其次构建含有期望刚度、期望阻尼和期望质量的二阶环境耦合动力学模型，引入隐形弹力函数，补偿接触力信息；但因环境刚度受到强干扰时变，需要在线调整参数，为了避免参数动态变化引起系统震荡，最后设计环境补偿函数与自适应律，保证系统柔顺性与稳定性。该方法可有效减小摆角，保证工作艇位姿稳定，提高收放效率。
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公开(公告)号：CN112919318B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202110311537.X
申请日：2021-03-24
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对船用机械臂工作过程中因干扰产生摆动问题，发明一种基于阻抗控制的船用主动减摆收放机械臂。主要包括减摆锥形吊钩，吊索，减摆机构Y，改进阻抗阻尼器Y，固定件一，固定件二，轴承一，轴承二，减摆机构X，轴承三，改进阻抗阻尼器X，固定件三，固定件四，固定件五，折臂一，轴承四，折臂二，轴承五，固定件六，托架，支柱，轴承六，永磁异步电机，减摆阻抗综合控制箱，母船甲板，位置传感器，滑轮，力传感器，滑块，连杆。设计主动减摆阻抗综合控制系统对被吊物进行主动减摆；采用基于阻抗控制的改进阻抗阻尼器，避免大幅度和高频率减摆出现装置断裂情况，提高了船用收放机械臂效率和安全性。
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