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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
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。
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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
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。
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公开(公告)号：CN109977587B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN201910272477.8
申请日：2019-04-04
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种直流电机推进无人水面艇速度控制器设计方法，具有如下步骤：S1、建立用于推进无人水面艇的直流电机模型、无人水面艇的螺旋桨模型和无人水面艇的前向速度模型；S2、根据步骤S1中各模型建立直流电机推进的无人水面艇模型；S3、根据直流电机推进的无人水面艇模型的不确定项，采用基于神经网络的航速辨识器和转速辨识器来逼近不确定项；S4、从航速辨识器和转速辨识器获得不确定项信息，采用动态面控制设计方法设计直流电机推进无人水面艇速度控制器。与现有的无人水面艇速度控制器相比，本发明采用基于神经网络的辨识器来逼近直流电机、螺旋桨以及无人艇速度动力学中的不确定性，有效提高了无人水面艇速度控制系统的动态响应速度。
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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
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。
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公开(公告)号：CN111208734B
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202010099836.7
申请日：2020-02-18
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种控制增益未知不确定系统的数据驱动抗干扰控制结构，其特征在于，包括：输入控制器模块、扩张状态观测器模块、滤波器模块、堆栈器模块以及控制输入增益估计模块。本发明将自适应方法同扩张状态观测器相结合，提出一种响应快、效益高、环境适应性强的控制增益未知不确定系统的数据驱动抗干扰控制结构设计，实现对控制输入增益b0的精确估计、未知不确定性σ的有效估计，保证了复杂不确定系统状态参数实际值x收敛于期望值r，估计值收敛于实际值x。
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Patent Agency Ranking
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
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。
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公开(公告)号：CN110703765A
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201911084367.5
申请日：2019-11-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种无人船的碰撞自规避方法及系统，根据无人船的航向角和视距角计算避碰时的给定角速度从而改变所述无人船航向以实现避碰。系统包括跟踪控制单元，所述跟踪控制单元用以跟踪已知目标；信号采集单元，所述信号采集单元用以采集无人船的航向角和视线角；以及避碰控制环节，所述避碰控制环节根据所述采集的航向角和视线角计算得到避碰时的给定角速度并控制无人船航向角。本发明提出的避碰方法无需测量障碍物的位置和速度信息，只需要知道视线角度就可以实现避碰，不仅克服了传统避碰方法中需要对避碰对象进行大量信息的采集的缺点，而且可以在实际应用中节省成本。
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公开(公告)号：CN109977587A
公开(公告)日：2019-07-05
申请号：CN201910272477.8
申请日：2019-04-04
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种直流电机推进无人水面艇速度控制器设计方法，具有如下步骤：S1、建立用于推进无人水面艇的直流电机模型、无人水面艇的螺旋桨模型和无人水面艇的前向速度模型；S2、根据步骤S1中各模型建立直流电机推进的无人水面艇模型；S3、根据直流电机推进的无人水面艇模型的不确定项，采用基于神经网络的航速辨识器和转速辨识器来逼近不确定项；S4、从航速辨识器和转速辨识器获得不确定项信息，采用动态面控制设计方法设计直流电机推进无人水面艇速度控制器。与现有的无人水面艇速度控制器相比，本发明采用基于神经网络的辨识器来逼近直流电机、螺旋桨以及无人艇速度动力学中的不确定性，有效提高了无人水面艇速度控制系统的动态响应速度。
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公开(公告)号：CN109443356A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201910013532.1
申请日：2019-01-07
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人船位置和速度状态信息估计结构及设计方法，所述结构包括加速度计单元、陀螺仪单元、磁力计单元、全球定位系统信号采集单元、坐标系转换单元、状态重组单元、比较单元、惯性导航系统数据解算单元和非线性观测器导航滤波算法单元。本发明利用带有测量噪声的无人船位置和速度信息，通过基于非线性观测器的方法进行多传感器信息融合处理，估计出实际的无人船位置和速度信息，既使得所设计的非线性观测器收敛特性更加明确，又方便了参数的调节过程，降低了计算量。本发明考虑了传感器的测量噪声问题，可从带有测量噪声的状态信息中获得实际位置和速度信息，并形成更连续和稳定的导航数据，也使航向角度的估计更加精确。
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公开(公告)号：CN108197350A
公开(公告)日：2018-06-22
申请号：CN201711310223.8
申请日：2017-12-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明涉及一种无人船速度和不确定性估计系统及设计方法。依本发明可以将回声状态网络应用于无人船的速度估计中，利用回声状态网络逼近模型不确定性和环境扰动，使系统不仅能够获得目标速度的观测值，而且可以逼近如模型参数的不确定、流体动力学的未建模、风浪和洋流引起的外部干扰产生的未知动态，有效解决了含有模型不确定性和未知环境扰动的状态观测问题。回声状态网络的引入克服了传统的神经网络基于梯度下降的学习算法带来的慢收敛、容易陷入局部极小、训练过程复杂等问题。本发明采用带有低频学习环节的神经网络逼近系统不确定性，有效滤除高增益学习率可能引起的高频震荡，实现对含有未知动态系统的稳定状态观测。
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