公开(公告)号：CN111240344B

公开(公告)日：2023-04-07

申请号：CN202010087508.5

申请日：2020-02-11

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 孙延超 ,  秦洪德 ,  张佩 ,  王卓 ,  曹禹 ,  景锐洁 ,  张宇昂 ,  杜雨桐

IPC: G05D1/06

Abstract: 一种基于双神经网络强化学习技术的自主水下机器人无模型控制方法，属于机器人控制技术领域。为了解决现有的依赖于控制对象模型的水下机器人控制方法存在适用性有限的问题和控制精度不高的问题，以及不依赖控制对象模型的水下机器人控制方法存在训练量大的问题。本发明的控制器，将当前时刻和下一时刻的偏差和偏差变化率分别作为当前BP神经网络和目标BP神经网络的连续输入，当前BP神经网络的输出为实际Q值，目标神经网络的输出为期望Q值，另外将纵向推力和偏航力矩也作为神经网络的输出，从而当状态值平缓变化时，其动作输出为连续值；基于BP神经网络和Q学习的控制器实现水下机器人的控制。主要用于水下机器人的控制。

公开(公告)号：CN111736617B

公开(公告)日：2022-11-04

申请号：CN202010526631.2

申请日：2020-06-09

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 吴哲远 ,  曹禹 ,  秦洪德 ,  孙延超 ,  杜雨桐 ,  夏光庆 ,  王海鹏

IPC: G05D1/06

Abstract: 一种基于速度观测器的可底栖式水下机器人预设性能轨迹跟踪控制方法，属于水下机器人控制技术领域。为了解决现有的AUV控制方法没有比较全面的考虑影响控制精度的因素导致控制精度比较低的问题，以及现有的预设性能控制方法很难通过搭载的传感器设备测量所需的状态信息导致控制效果不理想的问题，本发明设计控制器与状态观测器使可底栖式水下机器人在存在建模不确定性、海流扰动与推进器故障的情况下，其位置与姿态量仍然能够跟踪期望值，并使跟踪误差具有预先给定的动态性能及稳态响应情况；本发明还引入一种可预设收敛时间的性能函数，利用该性能函数可以在预期时间内实现预定的轨迹跟踪性能。主要用于可底栖式水下机器人的轨迹跟踪控制。

公开(公告)号：CN113238567B

公开(公告)日：2021-12-10

申请号：CN202110482857.1

申请日：2021-04-30

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 孙延超 ,  杜雨桐 ,  孙超伟 ,  万磊 ,  曹禹 ,  秦洪德 ,  夏光庆

IPC: G05D1/06

Abstract: 一种基于扩展状态观测器的底栖式AUV弱抖振积分滑模点镇定控制方法，涉及水下航行器控制领域，针对现有技术中的控制方法存在控制精度有限，调整速度慢的问题，包括：步骤一：建立可底栖式AUV运动方程，并根据可底栖式AUV运动方程构建可底栖式AUV误差模型；步骤二：根据可底栖式AUV误差模型构建可底栖式AUV点镇定跟踪误差模型；步骤三：设计自适应超螺旋扩展状态观测器；步骤四：构建二阶无抖振非奇异积分终端滑模面；步骤五：根据可底栖式AUV点镇定跟踪误差模型、自适应超螺旋扩展状态观测器和二阶无抖振非奇异积分终端滑模面设计控制器。本申请能在有限时间内收敛到稳定状态，且位姿误差收敛到零后能保持较好的稳定性，收敛速度快。

公开(公告)号：CN112904872B

公开(公告)日：2021-12-10

申请号：CN202110069579.7

申请日：2021-01-19

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 孙延超 ,  杜雨桐 ,  曹禹 ,  万磊 ,  秦洪德 ,  张宇昂 ,  夏光庆

IPC: G05D1/06

Abstract: 基于扰动逼近的底栖式AUV固定时间快速轨迹跟踪控制方法，涉及水下航行器控制领域，针对现有技术中难以实现快速高精度轨迹跟踪控制的问题，包括步骤一：建立可底栖式AUV运动方程，并根据可底栖式AUV运动方程构建轨迹跟踪误差模型；步骤二：构建快速固定时间收敛系统，并根据快速固定时间收敛系统及轨迹跟踪误差模型设计观测器，并根据观测器估计扰动集总项；步骤三：基于快速固定时间收敛系统设计固定时间滑模面；步骤四：利用快速固定时间收敛系统、固定时间滑模面及扰动集总项设计控制器。采用本申请可以实现快速高精度轨迹跟踪控制。

公开(公告)号：CN109901402B

公开(公告)日：2021-10-29

申请号：CN201910276578.2

申请日：2019-04-08

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 万磊 ,  孙延超 ,  张靖宇 ,  秦洪德 ,  杜雨桐 ,  李晓佳 ,  李骋鹏

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种基于航向平滑技术的自主水下机器人路径跟踪方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有AUV路径跟踪控制中艏向穿越‑π/π不连续点的情况时，路径跟踪准确率低的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径；二、得到AUV的路径跟踪误差；三、得到优化后的路径跟踪误差；四、使优化后的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入，AUV的控制输入包括控制AUV的力矩和力；五、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到五，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。

公开(公告)号：CN109343347B

公开(公告)日：2021-10-29

申请号：CN201811189823.8

申请日：2018-10-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 孙延超 ,  秦洪德 ,  吴哲远 ,  陈辉 ,  李凌宇 ,  杜雨桐 ,  李骋鹏

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种海底飞行节点的轨迹跟踪控制方法，本发明涉及海底飞行节点的轨迹跟踪控制方法。本发明的目的是为了解决现有方法缺乏对轨迹跟踪误差收敛动态过程的控制能力，难以实现超调限制、误差收敛时间的预设以及任意精度的跟踪的问题。具体过程为：一、基于Fossen大纲六自由度非线性模型建立OBFN的动力学模型；二、对一建立的OBFN的动力学模型进行变换，得到变换后的OBFN的动力学模型；三、定义性能函数；四：根据三定义的性能函数将二得到的变换后的OBFN的动力学模型进行误差变换；五、选取径向基函数神经网络参数；六、基于四和五设计自适应轨迹跟踪控制器。本发明用于海底飞行节点的轨迹跟踪控制领域。