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公开(公告)号：CN108284915A
公开(公告)日：2018-07-17
申请号：CN201810165106.5
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了波浪滑翔器双体艏摇响应预测方法，属于波浪滑翔器控制领域，包含如下步骤：步骤(1)：初始化状态信息；步骤(2)：输入已知的舵角信息，在一个迭代步长内根据潜体艏摇响应方程计算潜体艏摇响应值步骤(3)：根据当前浮体艏向与当前潜体艏向计算浮体等效舵角δF；步骤(4)：输入浮体等效舵角，在一个迭代步长内根据浮体艏摇响应方程计算浮体艏摇响应值，浮体艏摇响应值包括浮体艏向角，浮体转艏角速度，浮体转艏角加速度；步骤(5)：判断仿真是否结束，若仿真没有结束，则返回步骤(2)；若仿真结束，则结束。本发明步骤简洁有效，模型参数具有较为清晰的物理意义而相对容易获取还能够作为运动控制方法研究的仿真平台。
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公开(公告)号：CN105799902B
公开(公告)日：2017-11-28
申请号：CN201610141582.4
申请日：2016-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种基于万向节与蜗轮蜗杆联合控制的水下航行器矢量推进器。一种基于万向节与蜗轮蜗杆联合控制的水下航行器矢量推进器，包括转向蜗轮蜗杆机构，动力轴机构，动力轴变向机构，滑动导流罩装置，变向蜗轮蜗杆机构将步进电机的转矩传递给推力杆，推力杆与蜗轮固联并绕蜗轮轴转动同时对推拉杆产生轴向力，两个相互垂直安装的蜗轮负责两对相互处置安装的推力杆。从矢量推进器的工作原理来看，其与传统的“舵和螺旋桨联合控制”有很大的区别，由于潜水器的转向力直接来自于螺旋桨，所以矢量推进器可以在低速状态为潜水器提供较“舵和螺旋桨联合控制”更高的操纵性能。
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公开(公告)号：CN109782773B
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN201910186081.1
申请日：2019-03-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提出了一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，属于操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船或波浪滑翔器。该方法首先设置参数向量P与状态向量Y，且满足PTY＝r，r为转艏角速度；之后设置准则函数为当前时刻P的估算值，为上一时刻P的估计值，μ为权重系数；然后对准则函数J关于求极小值，加入步长因子λ，递推修正λ为步长因子；最后不断重复上一步骤，直至收到估计过程结束指令。本发明提出的适用于舰船及波浪滑翔器的一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，能够在舰船航行过程中实时修正参数向量，获取实时变化的舰船或波浪滑翔器的操纵性参数，相比已有技术在快速性、便利性等方面具有显著优势，具有较好的发展前景。
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公开(公告)号：CN108459602B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201810165108.4
申请日：2018-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊方法，属于水面无人艇局部动态靠泊规划领域。包括：计算目标泊位的一级引导点，二级引导点；判断无人艇是否到达一级引导点，二级引导点；计算无人艇当前位置与目标泊位间的距离；结合LOS视线法计算当前无人艇的靠泊约束集；计算当前无人艇与周围障碍物的最短碰撞时间；计算当前情况下无人艇的椭圆碰撞锥；利用基于COLREGS的多障碍启发式算法，选择无人艇速度矢量；计算无人艇下一时刻的位置。在传统速度障碍法中加入多级目标引导和靠泊约束集，成功实现多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊，充分考虑了无人艇自身动力学、运动学和目标泊位的约束特性，使无人艇在自主靠泊中遵守海事规则。
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公开(公告)号：CN108267955B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201810044826.6
申请日：2018-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了面向无人艇自主靠泊的运动控制方法，属于无人艇自主靠泊运动控制领域。步骤为：根据无人艇当前的靠泊状态确定当前控制系统模式；获取当前无人艇的实际速度或航向，获得航向或航速的控制偏差和偏差变化率；将其作为模糊控制器输入，结合当前控制系统模式选择合适的控制参数变化量并更新控制参数；将e(t)作为控制器输入，由控制器输出期望控制指令传递给执行器。本发明在传统PID控制器上进行改进，将控制器分成了两种模式——远端模式和近岸模式，加入自适应模糊控制规则，使其根据靠泊行为改变进行控制参数的动态自适应调整，解决欠驱动无人艇自主靠岸时的弱机动，大扰动以及强岸壁效应等影响下的运动控制难题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108829102B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN201810602138.7
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种自适应艏向信息融合的波浪滑翔器航向控制方法，(1)制导模块给出期望航向角；(2)得到修正后的潜体浮体相对于系统艏向角的比例系数的估计值；(3)计算潜体期望艏向角；(4)计算潜体期望艏向与浮体艏向的夹角的绝对值，将其限制在预先设定的阈值内；(5)进行潜体艏向控制，主计算机向舵机发出舵角指令，舵机驱动舵板转动；(6)计算波浪滑翔器实际航向与期望航向误差绝对值，如果小于设定的阈值并保持一定时间，认为波浪滑翔器航向控制系统实际输出稳定收敛到期望输出，跳出循环，否则返回步骤(2)。本发明通过对潜体的艏向控制间接实现波浪滑翔器系统整体航向的控制，达到航向控制的目的，并使得该方法具有较强的自适应性。
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公开(公告)号：CN108639279B
公开(公告)日：2020-04-03
申请号：CN201810602836.7
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/34
Abstract: 本发明提供一种能够应急回收的波浪滑翔器，在潜体的刚性支架上设置有应急回收模块，所述应急回收模块是一壳体结构且其内依次设置发条舱、卷盘舱、丝杠舱、压缩气瓶舱、气囊舱，所述发条舱内设置有发条，卷盘舱内设置有卷盘，发条的旋转轴与卷盘的旋转轴固连，卷盘上设置有一与脐带连接的吊钩，丝杠舱内设置有与卷盘旋转轴固连的丝杠，丝杠上设置有滑块，所述压缩平气囊舱设置有一压缩气瓶，所述气囊舱内设置有大压缩比的气囊，压缩气瓶与气囊之间通过气管连接，所述丝杠舱内还设置有压缩瓶触发按钮。本发明在正常航行时提供缓冲机制降低极端工况下脐带断裂风险，脐带断裂情况下避免潜体沉于海底丢失而造成损失，为后续回收工作提供便利。
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公开(公告)号：CN109828462A
公开(公告)日：2019-05-31
申请号：CN201910123250.7
申请日：2019-02-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供的是一种波浪滑翔器变航速下自适应艏向控制器及控制方法。利用相似原理，结合波浪滑翔器变航速下的艏向响应方程参数变化规律，实现扩张状态观测器参数的自适应调节。利用扩张状态观测器得到波浪滑翔器艏向、艏向变化率和所受扰动的状态信息，将状态信息输入曲面控制器，并针对扰动调节曲面偏移量进行补偿。通过跟踪微分器安排过渡过程，降低波浪滑翔器期望艏向突变时艏向响应的超调。本发明的方法，使波浪滑翔器在不同航速、不同干扰下均能实现可靠、响应效果优良的艏向控制，提升了波浪滑翔器潜体艏向控制鲁棒性。控制器参数少易调节，具有变航速下参数自适应能力，解决了变航速下波浪滑翔器潜体艏向控制问题，提高了控制器的适用性。
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公开(公告)号：CN107264758B
公开(公告)日：2019-03-05
申请号：CN201710416202.8
申请日：2017-06-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63H19/02
Abstract: 本发明提供一种波浪推进器的内嵌式无源自主收放装置，包括布设在艇体内部的质量块、弹簧、换向气室、蓄气装置、钢丝绳和波浪推进器收放连杆，艇体受波浪影响升沉，使质量块与艇体之间产生相对运动，连接在质量块上的动力输入杆被上下拉动，使换向气室向蓄气装置鼓气，蓄气装置中气压增加，蓄气装置的活塞推动连接在活塞上的钢丝绳，进而推动波浪推进器收放连杆，使波浪推进器克服弹簧的拉力伸展到水面以下。在波浪能减弱时，蓄气装置中气压降低，钢丝绳的推力不足以克服弹簧的拉力，被拉回到水面以上，完成回收。本发明为无人艇的波浪推进器提供了一种无源自主收放的装置，节约能源，提供了良好的海洋环境适应性，为无人艇长航时运行提供了支持。
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公开(公告)号：CN108267955A
公开(公告)日：2018-07-10
申请号：CN201810044826.6
申请日：2018-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了面向无人艇自主靠泊的运动控制方法，属于无人艇自主靠泊运动控制领域。步骤为：根据无人艇当前的靠泊状态确定当前控制系统模式；获取当前无人艇的实际速度或航向，获得航向或航速的控制偏差和偏差变化率；将其作为模糊控制器输入，结合当前控制系统模式选择合适的控制参数变化量并更新控制参数；将e(t)作为控制器输入，由控制器输出期望控制指令传递给执行器。本发明在传统PID控制器上进行改进，将控制器分成了两种模式——远端模式和近岸模式，加入自适应模糊控制规则，使其根据靠泊行为改变进行控制参数的动态自适应调整，解决欠驱动无人艇自主靠岸时的弱机动，大扰动以及强岸壁效应等影响下的运动控制难题。
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