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公开(公告)号：CN113110519A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110578219.X
申请日：2021-05-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种舰船用非增量型无模型自适应艏向控制方法，涉及舰船的自动运动控制技术领域。本发明是为了解决将MFAC直接应用于非自衡系统时，会降低系统稳定性的问题。本发明通过在原MFAC准则函数的基础上引入一个输入输出耦合自适应补偿项，进而重新设计了控制律，抵消被控系统的积分影响，使得改进算法得以应用于舰船艏向控制等非自衡系统。同时在控制律中引入的关于的系数项，自适应的调整其在控制律中的权重比，从而增大系统抵抗外界大扰动干扰与模型突变的能力。并且，自适应补偿项的权重系数kr的引入还增大了算法可调灵活度。
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公开(公告)号：CN113008223A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110233287.2
申请日：2021-03-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于海底地形同步定位与建图技术领域，具体涉及一种基于粒子滤波与图优化的海底地形同步定位与建图方法。本发明设计了一种使用位姿图结构对粒子自身储存轨迹进行更新，并使用位姿图在每一时刻结束时生成此时刻输出地图的粒子滤波BSLAM算法。本发明只需要在每一时刻输入里程计数据和由多波束声获得的地形测深，在没有先验地形图的情况下实现AUV的同步定位与建图。本发明所提出的图优化混合粒子滤波BSLAM算法相较于基于子地图匹配的粒子滤波BSLAM算法，在大累积误差下仍能实时准确的提供定位与建图结果。
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公开(公告)号：CN109116727B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201811031880.3
申请日：2018-09-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法；包括向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，本发明通过引入低通滤波器降低了微分项的引入对系统性能的不利影响，从而使得海洋运载器航速能够快速稳定收敛到期望航速。
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公开(公告)号：CN107766818B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201710972572.X
申请日：2017-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于声呐技术中信号处理领域，具体涉及一种启发式的水下结构化环境线特征提取方法。步骤有：获取机械扫描成像声呐原始数据；在载体系下进行声纳数据处理，并进行二值化处理，得到用于特征提取的点集；在载体系下使用投票算法进行投票以提取出结构化环境的直线特征；用启发式方法处理直线特征，得到能够描述结构化环境的线段特征；基于导航系统得到载体的位置信息和航姿信息，进而将提取到的线段特征转换到全局坐标系下。本发明解决了目前的机械式扫描前视声呐所运用的算法对水下结构化环境线特征提取不完备的问题，使用本方法从结构化环境中提取线段特征的准确率大于90％，并且本发明适用于水下同步定位与建图以及水下结构化环境特征建模。
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公开(公告)号：CN109240289B
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN201811015888.0
申请日：2018-09-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法涉及波浪滑翔器的运动控制领域，具体涉及波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法。波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，包括浮体艏摇响应自适应滤波方法和潜体艏摇响应自适应滤波方法，二者并行运行。本发明提供的一种波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，根据波浪滑翔器实际航行的动态数据修正数据模型，实现自适应滤波，能够同时估计波浪滑翔器的浮体和潜体的艏向角与转艏角速度，在不确定性环境干扰和模型参数摄动的影响下仍然能够达到良好的滤波效果。本发明结构简单，易于实现，具有较好的自适应性，应用于波浪滑翔器运动控制系统中能够有效改善控制效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112363169A
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202011166011.9
申请日：2020-10-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种全海深水下机器人及其定位方法，其中所述定位方法包括通过卡尔曼滤波法对所述机器人的声波测量数据及实时深度数据进行融合，根据融合模型对所述机器人进行定位的过程。所述定位方法可克服声波测量数据的离散、量程有限的问题，并根据简单、有效的融合后数据，对水下机器人进行准确的、全海深的定位。
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公开(公告)号：CN112254720A
公开(公告)日：2021-01-22
申请号：CN202011104025.8
申请日：2020-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的考虑风能捕获的自然能驱动机器人航线规划方法涉及路径规划领域，目的是为了克服现有的海洋巡航机器人的巡航路径的建立均只考虑到能量的输出，没有考虑能量输入而导致续航力较差的问题，方法具体通过考虑海风风速得到自然能驱动机器人的风力发电机的发电功率，并通过发电功率得到实际能源消耗，并根据实际能源消耗和能量预估消耗得到考虑风能捕获的能量估价函数。最后，自起始栅格起计算当前栅格的考虑风能捕获的能量估价函数值，将考虑风能捕获的能量估价函数值最低的当前栅格加入航线规划路径，直至加入目标栅格，完成航线规划。
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公开(公告)号：CN107544500B
公开(公告)日：2020-12-29
申请号：CN201710839806.3
申请日：2017-09-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种考虑约束的无人艇靠泊行为轨迹规划方法，远端规划：1计算当前的期望艏向；2对期望艏向进行近障碍前瞻补偿；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否到达远端规划目标点，是则结束远端规划转入近岸规划阶段，否则返回步骤1。近岸规划：1计算出指向第ii的初始值为1个虚拟码头的期望路径；2计算无人艇距离目标码头的距离，为当前期望速度添加码头约束；3更新无人艇位置；4判断无人艇是否抵达第i个虚拟码头，是则转步骤5，否则返回步骤2；5判断第i个虚拟码头是否为目标码头，是则规划完毕程序结束，否则令i＝i+1，返回步骤1。本发明采用了改进人工势场法，为无人艇的自主靠泊控制问题提供便利。
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公开(公告)号：CN108563113B
公开(公告)日：2020-11-20
申请号：CN201810602151.2
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明提供一种舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法，本发明中控制系统采用外环导航控制器和内环角速度控制器的组合方式，外环导航控制器计算期望转艏角速度，内环MFAC角速度控制器完成角速度控制，间接实现航向控制的目的。实际应用中，角速度传感器噪声大，本发明利用控制系统历史输入输出数据进行角速度预测，通过卡尔曼滤波器对角速度数据滤波，作为内环角速度控制器的反馈输入，抑制角速度传感器的噪声，有效提高实际应用中的控制效果。本发明将MFAC控制理论引入舰船艏向控制领域，借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，本发明提供的舰船用多回路无模型自适应艏向控制方法具有较强的自适应性。
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公开(公告)号：CN110683025A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201910957031.9
申请日：2019-10-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于滑翔式潜水器技术领域，具体涉及一种海流驱动的锚泊式长航时滑翔器。本发明有效利用了广泛存在的海洋流场，通过调节可调式横向水翼与来流之间的攻角，产生不同的升力与阻力，从而驱动滑翔器的上浮和下潜，不需要依赖浮力调节装置。本发明可以定期浮出水面，利用尾部的天线杆进行通信与数据传输。本发明通过锚泊系统固定在一定的区域内，不会随波逐流。同时，它具有监测剖面海洋环境的能力，而且能耗低，能够实现长时间不间断作业。在区域海流存在的情况下，本发明具有很高的安全性和隐秘性，能耗低，长航时，控制可靠，适用于区域海洋环境的监测。
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