公开(公告)号：CN113093739B

公开(公告)日：2023-12-15

申请号：CN202110322602.9

申请日：2021-03-25

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王丹 ,  古楠 ,  王晨 ,  刘陆 ,  王浩亮 ,  彭周华

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种多无人艇编队避碰的优化控制器、结构及方法，包括：编队制导模块、速度控制律模块、扰动观测模块、控制闸函数模块、优化控制模块及动力学控制律模块。本发明的控制器考虑了输入受限问题，使其满足输入控制约束，保证任何情况下的控制输入均为有界，避免了因输入饱和带来的一些问题。通过优化控制闸函数以及避碰约束函数，极大的简化了计算量，使其能够更加快速的达到稳定，同时大大节约了成本。在原有控制系统的基础上优化了控制模块，保留原有的基本控制功能，同时改进性能，节约重新设计的成本。

公开(公告)号：CN116400682A

公开(公告)日：2023-07-07

申请号：CN202310199190.3

申请日：2023-03-03

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  李龙威 ,  刘陆 ,  何欣桐 ,  尹勇 ,  王浩亮 ,  王安青 ,  古楠 ,  王丹

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供了一种基于采样优化的无人船轨迹规划方法，涉及无人船运动规划技术领域，包括如下步骤：基于双目图像信息构建并实时更新无人船目前所处的三维占据栅格地图；根据所述叶子节点和根节点形成八叉树地图；对所述八叉树地图进行避开障碍物的路径点的搜索，得到路径点；得到路径曲线；将所述路径曲线按照弗雷内坐标系进行横向轨迹和纵向轨迹的采样；分别构造关于制动时间、离轨迹的横向距离、速度的评价函数，分别求取关于制动时间、离轨迹的横向距离、速度的评价函数值；选取评价函数值最小的轨迹作为最优轨迹。本发明以障碍物膨胀的方法构造八叉树地图，在优化后的八叉树地图上进行轨迹规划，提高了轨迹的安全性。

公开(公告)号：CN114326818B

公开(公告)日：2023-06-02

申请号：CN202210022791.2

申请日：2022-01-10

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王安青 ,  鞠磊 ,  刘陆 ,  彭周华 ,  王浩亮 ,  王丹

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。

公开(公告)号：CN114755947A

公开(公告)日：2022-07-15

申请号：CN202210273284.6

申请日：2022-03-18

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 景云 ,  彭博 ,  罗铭焌 ,  姜岳 ,  古楠 ,  刘陆 ,  王浩亮 ,  王安青 ,  王丹

IPC: G05B19/042

Abstract: 本发明一种无模型的抗干扰控制器结构，属于非线性系统抗干扰控制领域，该控制器结构包括：无模型控制器、基于反馈机制建立扩张状态观测器，数据记录模块分别将输出信号前一次值和当前值作差及将时间导数上一次和当前值进行作差运算，得到输出信号的变化值和时间导数的变化值；对被控系统的控制输入增益的估计值的自适应增益估计器模块；无模型控制器接收输入的状态跟踪误差信号、扩张状态观测器对的新的扩张状态的估计和自适应增益估计器输出的被控系统的控制输入增益的估计值，无模型控制器将输出控制信号传送给被控系统，该结构能够实现对于被控系统的未知扰动的估计值和控制输入增益估计值在有限时间内快速收敛到实际值，满足设计目标。

公开(公告)号：CN111352344B

公开(公告)日：2022-05-31

申请号：CN202010131320.6

申请日：2020-02-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  阮明昊 ,  刘陆 ,  王丹 ,  李铁山 ,  王浩亮

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明实施例公开一种动态完全未知系统的数据驱动自适应预估器，其特征在于，包括：控制器模块、扩张状态观测器模块、堆栈器模块、鲁棒性预估器模块；所述控制器模块能够基于所述系统中的状态参数、鲁棒性预估器模块中的控制输入增益参数、扩张状态观测器中的输出参数、所述系统的期望状态参数、控制参数估计标量参数获取控制输入参数以作为所述系统的输入值。本发明不仅可以实现短时间内迅速对系统参数b0、θ1和进行精确稳定辨识，同时能够消除对系统状态参数的导数的依赖性，使得该设计方法更利于实际的工程应用。

公开(公告)号：CN114217603A

公开(公告)日：2022-03-22

申请号：CN202111307607.0

申请日：2021-11-05

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  吕光颢 ,  顾兆伟 ,  王丹 ,  尹勇 ,  刘陆 ,  王浩亮

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种多无人船编队安全优化控制系统，包括获取无人船输入输出状态信息并滤波的滤波模块，获取并存储无人船输入输出状态滤波信息的数据收集模块，获取数据集并学习无人船模型的模型信息学习模块，获取存在信息交互关系的无人船信息并发送至编队跟踪控制模块和安全避碰避障控制模块中的信息交互通讯网络拓扑模块，获取无人船的航行信息和交互信息计算标称控制输入的编队跟踪控制模块，获取标称控制输入信息与交互信息计算安全优化的纵向速度控制输入和参考艏向角的安全避碰避障控制模块，计算艏向角控制输入的艏向角跟踪预测控制模块。该系统可以在复杂海洋环境下规避动静态障碍物和船与船的碰撞。实现多无人船的无风险编队跟踪控制。

公开(公告)号：CN114167880A

公开(公告)日：2022-03-11

申请号：CN202111458919.1

申请日：2021-12-02

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  卢丽宇 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  王天霖 ,  柴亚星 ,  孙才勤

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种基于时间最优的多水下滑翔机路径规划系统，包括水下滑翔机航行时间设计模块用于计算水下滑翔机完成航程所需的时间；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，根据总时间最优时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径；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时间最优需求，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。

公开(公告)号：CN114035592A

公开(公告)日：2022-02-11

申请号：CN202111386997.5

申请日：2021-11-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  柴亚星 ,  王丹 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  卢丽宇 ,  王天霖 ,  孙才勤

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种水下滑翔机三维协同路径跟踪控制系统，包括路径跟踪制导模块用于获取水下滑翔机的位置、航向、速度以及给定路径信息，计算给定纵向速度、纵倾角速度、艏向角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于获取纵向跟踪误差和邻居水下滑翔机的路径参数信息，计算协同路径参数信息；预估器模块用于计算总速度误差、纵荡角速度误差与艏摇角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、纵摇以及艏摇方向运动的控制参数；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。本发明适用于多水下滑翔机，采用模块化设计，降低了控制系统结构的复杂性、减少了计算负荷、易于工程实现。

公开(公告)号：CN113342010A

公开(公告)日：2021-09-03

申请号：CN202110620072.6

申请日：2021-06-03

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王浩亮 ,  柴亚星 ,  刘陆 ,  王丹 ,  孙才勤 ,  王天霖 ,  彭周华 ,  古楠 ,  张义博 ,  卢丽宇

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开了一种自触发通信的水下滑翔机协同控制系统，包括路径跟踪制导模块用于计算水下滑翔机的给定纵向速度、俯仰角速度以及纵向跟踪误差；协同模块用于计算水下滑翔机的协同路径参数信息；低频学习与模糊控制模块用于计算纵向速度误差、俯仰角速度误差的估计值；动力学控制模块用于计算水下滑翔机在纵向、俯仰方向运动的控制参数；自触发事件模块用于设计触发条件，判断是否满足触发条件，当满足触发条件时，水下滑翔机之间进行信息交互并计算下一触发时间；通信网络用于建立水下滑翔机之间进行信息传递的通信结构。应用于多水下滑翔机并实现协同潜水控制，通信策略采用自触发通信，大大减少了因不间断通信带来的不必要的机载能量消耗。

公开(公告)号：CN113093742A

公开(公告)日：2021-07-09

申请号：CN202110341065.2

申请日：2021-03-30

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 刘陆 ,  黄自鹏 ,  李铁山 ,  王丹 ,  彭周华 ,  王浩亮

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种自动规避多障碍物的无人船路径跟踪系统，包括，避碰控制模块和路径跟踪模块，避碰控制模块用于根据无人船和环境障碍物的位置和角度计算避碰控制角速度；路径跟踪模块包括LOS制导单元、非线性微分控制器单元Ⅱ、观测器单元以及动力学控制器单元，其根据避碰控制角速度计算无人船的纵向方向的控制力矩和艏摇方向的控制力矩进而控制无人船运动。本发明公开的系统实现了根据地球坐标系下无人船的位置坐标和艏摇角信息、环境障碍物的位置坐标，在实现路径跟踪的同时避开环境障碍物，实现无碰撞风险的无人船路径跟踪，具有系统更为方便简洁、能够适用多个障碍物的复杂海洋环境以及节省了成本等优点。