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公开(公告)号：CN112418528A
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202011326002.1
申请日：2020-11-24
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种基于多策略动态调整的两栖车辆排样面积利用最大化方法，本发明包括：获取车辆舱甲板和车辆相关信息，明确约束条件，确定目标函数，采用十进制编码对车辆进行编码，并对参数进行初始化，随机生成车辆排样序列构成初始种群，计算个体的适应度值，保存最优个体，判断是否达到最大迭代次数，依据三种不同的评价策略和动态调整的选择概率对三个子种群规模动态调整，用最优个体与子种群中所有个体进行有约束交叉或环形交叉，采用动态调整的变异概率进行变异操作，选择三个子种群中的有效进化个体构成新种群，对最后一代的最优个体进行解码，得到最优排样图。本发明的优点是能够快速求解得到最优排样图，实现两栖车辆排样面积利用最大化。
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公开(公告)号：CN113868858B
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202111132904.6
申请日：2021-09-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明公开了一种考虑绳长时变的船用起重机动力学建模方法，其中包括：获取船用起重机中吊装负载与小车的位置关系，建立其速度关系，计算系统总动能与势能进而得到拉格朗日函数，将小车的运动位移、吊绳的长度及负载的摆动角度作为广义向量，利用拉格朗日方程构建此系统的动力学模型，并推导出不做线性化处理的泛化形式。本发明所建立的模型适配性强，准确性高，具有良好的普适性，有效弥补了传统模型因线性化处理所导致的模型过于理想化的缺点。
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公开(公告)号：CN113419422B
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN202110755037.5
申请日：2021-07-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明公开一种基于改进模型预测控制抗干扰的舵鳍联合减摇控制系统，旨在解决常规舵鳍联合减摇控制系统存在时变干扰、模型失配和频繁操舵操鳍问题，具体包括以下步骤：构建了考虑时变干扰的离散化三自由度船舶数学模型；以舵角鳍角作为系统输入，设计滑模观测器对干扰和系统输出进行实时观测，并将其反馈给模型预测控制器(MPC)；MPC基于扰动增量式数学模型对系统动态输出进行预测，设定期望输出值，将船舶运动控制问题转化为求解二次规划最优解问题，在添加舵角鳍角等约束条件下求解出最优控制律；滤波器对控制律进行高频降噪。本发明观测精度高，减摇效果好，抗扰能力强，避免频繁操舵操鳍引起的执行机构磨损和能源损耗。
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公开(公告)号：CN113868858A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111132904.6
申请日：2021-09-27
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明公开了一种考虑绳长时变的船用起重机动力学建模方法，其中包括：获取船用起重机中吊装负载与小车的位置关系，建立其速度关系，计算系统总动能与势能进而得到拉格朗日函数，将小车的运动位移、吊绳的长度及负载的摆动角度作为广义向量，利用拉格朗日方程构建此系统的动力学模型，并推导出不做线性化处理的泛化形式。本发明所建立的模型适配性强，准确性高，具有良好的普适性，有效弥补了传统模型因线性化处理所导致的模型过于理想化的缺点。
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公开(公告)号：CN113189984B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110408405.9
申请日：2021-04-16
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种基于改进人工势场法的无人船路径规划方法，本发明包括：在传统人工势场法基础上，针对复杂的海洋环境和大多数障碍物形状不规则，改变其对障碍物视为质点的设置，对障碍物进行膨胀化处理并预留出转向区；当传统人工势场法构建的引力与斥力共线且方向相反时，无人船提前在转向区内进行转向，解决无人船路径规划陷入局部极小点问题；考虑到无人船实际应用的情况，避免在路径规划过程中合力方向突变和转角变化过大导致路径突变的问题，并加入无人船自身最大转角和最大角加速度限制，从而保证规划的路径能够顺利避障同时达到无人船转角变化小的效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113419422A
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN202110755037.5
申请日：2021-07-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明公开一种基于改进模型预测控制抗干扰的舵鳍联合减摇控制系统，旨在解决常规舵鳍联合减摇控制系统存在时变干扰、模型失配和频繁操舵操鳍问题，具体包括以下步骤：构建了考虑时变干扰的离散化三自由度船舶数学模型；以舵角鳍角作为系统输入，设计滑模观测器对干扰和系统输出进行实时观测，并将其反馈给模型预测控制器(MPC)；MPC基于扰动增量式数学模型对系统动态输出进行预测，设定期望输出值，将船舶运动控制问题转化为求解二次规划最优解问题，在添加舵角鳍角等约束条件下求解出最优控制律；滤波器对控制律进行高频降噪。本发明观测精度高，减摇效果好，抗扰能力强，避免频繁操舵操鳍引起的执行机构磨损和能源损耗。
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公开(公告)号：CN113387276A
公开(公告)日：2021-09-14
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：CN113359762A
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202110751457.6
申请日：2021-07-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种水面无人艇动态规划方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面上碰到的动态障碍物大多为船舶，根据船舶的形状特性，对其建立椭圆模型；在建立椭圆模型基础上，对椭圆模型进行分析，确定船舶动态障碍物的影响范围，并在影响范围内构建椭圆斥力势场提供斥力，从而引导水面无人艇躲避动态障碍物；进一步考虑船舶动态障碍物运动的不稳定性和不可预测性，水面无人艇需要在短时间内避开动态障碍物，故采用变斥力系数方法，增加斥力，改变合力方向，从而达到快速引导水面无人艇避开动态障碍物的效果。
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公开(公告)号：CN113189984A
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN202110408405.9
申请日：2021-04-16
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种基于改进人工势场法的无人船路径规划方法，本发明包括：在传统人工势场法基础上，针对复杂的海洋环境和大多数障碍物形状不规则，改变其对障碍物视为质点的设置，对障碍物进行膨胀化处理并预留出转向区；当传统人工势场法构建的引力与斥力共线且方向相反时，无人船提前在转向区内进行转向，解决无人船路径规划陷入局部极小点问题；考虑到无人船实际应用的情况，避免在路径规划过程中合力方向突变和转角变化过大导致路径突变的问题，并加入无人船自身最大转角和最大角加速度限制，从而保证规划的路径能够顺利避障同时达到无人船转角变化小的效果。
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公开(公告)号：CN112276958B
公开(公告)日：2021-07-09
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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