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公开(公告)号：CN115576184A
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202211035600.2
申请日：2022-08-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B9/03
Abstract: 本发明提供一种水下机器人推进器故障在线诊断与容错控制架构及方法，属于水下机器人容错控制领域。所述推进器故障在线诊断与容错控制架构由故障诊断模块和重构容错模块组成。对应推进器故障在线诊断与容错控制方法包括：(1)建立推进器故障模型；(2)基于机器人状态信息与推进器故障系数构建增广状态向量以建立水下机器人状态方程和观测方程；(3)采用无迹粒子滤波方法获取推进器故障系数在线估计值；(4)采用贝叶斯算法对推进器故障系数时间序列进行故障判定并获取故障幅值；(5)根据故障程度分类重构推力分配矩阵实现容错。所设计架构方法可以实现推进器故障的在线诊断并通过重构容错方法完成水下机器人故障工况下的任务。
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公开(公告)号：CN112558006B
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202011366513.6
申请日：2020-11-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种针对海底通电缆线的双三轴电磁探测及海缆路由定位算法，海缆路由相对定位算法包括磁偏航定位算法、横向偏距定位算法、垂向偏距定位算法，算法输入为两个正交三轴电磁探测传感器提供的六路实时电磁信号、传感器姿态角信号，算法输出为海缆路由角度、海缆路由点横向偏距、海缆路由点垂向偏距、海缆路由点埋深。海缆路由绝对定位算法包括海缆埋深定位算法、海缆路由角定位算法和海缆路由点绝对定位算法，算法输入为海缆路由相对定位算法的输出、高度计反馈的实时对底高度信号、探测传感器在大地坐标系下的航向角和绝对位置(即探测平台本体的经/纬度信号)；算法输出为海缆路由点的绝对位置(即海缆路由点的经/纬度)。
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公开(公告)号：CN114924485A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210531068.7
申请日：2022-05-16
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种过驱动水下机器人动力定位自适应容错控制架构及方法，属于水下机器人控制领域。所述自适应容错控制架构由非线性扰动观测器模块、非线性幂次滑模控制模块、自适应推力分配模块及推进器效率在线估计模块组成。对应的自适应容错控制方法包括：S1：结合非线性扰动观测器的非线性幂次滑模控制器输出各自由度控制量，再通过推力分配以获取各推进器指令；S2：通过动力学模型推算状态值与实际状态值的偏差构建二次规划问题并获得推进器估计效率因子；S3：根据估计效率因子重构分配矩阵，以实现故障工况下的自适应容错控制。所设计架构及方法可以实现环境干扰、推进器故障的同时估计并完成过驱动水下机器人自适应容错动力定位任务。
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公开(公告)号：CN112068576B
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202010700570.7
申请日：2020-07-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种面向水下作业的水下无人艇‑双机械臂协同运动规划方法及其应用。本发明将水下双机械臂的控制与基于任务分级时序优化的规划方法相结合，将水下机器人需要执行的动作细分为若干任务，并对其执行顺序合理地进行优化划分，以减少机械臂运动对水下无人艇造成的动力学扰动，令水下无人艇运行更平稳。本控制方法将保持无人艇悬停高度、避障等任务设置为高优先级，尽可能保障了设备的安全。本发明解决了水下无人艇‑双臂机械手操控困难的问题，实现了水下双臂机械手自主安全作业及水下无人艇‑双臂机械手所构成的整体作业平台位姿平稳运行的目的，为提升水下作业能力创造了安全、平稳的平台技术支撑。
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公开(公告)号：CN113525631A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110645182.8
申请日：2021-06-10
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于光视觉引导的水下终端自主对接系统及方法。该系统包括水下对接坞站和用于对接的自主水下机器人；水下对接坞站采用框架式构形，并在其特定位置安装六个标识光源构建三维引导灯阵；水下机器人除了具备自主航行能力外，还配备有水下摄像头和图像处理单元，用以采集水下图像并做处理。水下终端自主对接方法包括水下图像处理方法和分阶段对接控制方法。图像处理方法根据摄像头采集到的图像信息解算出机器人与对接坞站的相对位姿量，并以此推算机器人的位置跟踪偏差。基于不同距离下摄像头拍摄引导灯阵得到的不同结果，设计了远距离、近距离分阶段对接控制方法，采用不同的对接控制策略，实现对机器人的入坞控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113220000A
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202110507951.8
申请日：2021-05-11
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明专利提供了一种面向水下探测作业的无人艇路径跟踪预设性能控制方法及系统。首先基于性能函数进行误差转换，为预设性能控制技术实施奠定基础。随后基于反演设计方法提出了一种新型预设性能虚拟速度律；同时，为避免后续动力学控制律出现奇异，设计了可视系统状态变化在零点邻域内外切换的预设性能制导律；进一步得到了可确保系统误差变量时刻处于预设约束的期望俯仰角速度；并基于模糊监督机制设计了时延影响下的鲁棒动力学控制器。最后将这一控制方法基于计算机语言编程嵌入艇载计算装置，形成计算机可读存储介质，用于计算前述预设性能路径跟踪控制律，得到控制指令，驱动执行机构模块动作，实现精准稳定路径跟踪，可确保无人艇水下探测过程中的作业精度和安全性。
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公开(公告)号：CN112904897A
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN202110101658.1
申请日：2021-01-26
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于海洋工程与技术领域，公开了用于水下精确投放海洋传感器的轨迹优化方法及设备。该方法包括：1、在范围内随机选择N组初始控制变量；2、N组xi全部输入至传感器的水下滑翔运动学与动力学模型，计算出N个实际投放位置与目标投放位置之间的最小距离；3、判断迭代次数是否小于预设值，是则对N组xi进行全局随机游走和局部随机游走，重新得到N组xi，并返回步骤2；否则，进入步骤4；4、输出Δs(x)nminmin对应的控制变量xi以及对应的轨迹作为最优控制变量和最优轨迹。本发明能够提高海洋传感器水下三维轨迹预测的精度，针对特定的点到点投放任务进行轨迹优化，实现海洋传感器高精度的水下投放工作。
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公开(公告)号：CN112558006A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011366513.6
申请日：2020-11-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种针对海底通电缆线的双三轴电磁探测及海缆路由定位算法，海缆路由相对定位算法包括磁偏航定位算法、横向偏距定位算法、垂向偏距定位算法，算法输入为两个正交三轴电磁探测传感器提供的六路实时电磁信号、传感器姿态角信号，算法输出为海缆路由角度、海缆路由点横向偏距、海缆路由点垂向偏距、海缆路由点埋深。海缆路由绝对定位算法包括海缆埋深定位算法、海缆路由角定位算法和海缆路由点绝对定位算法，算法输入为海缆路由相对定位算法的输出、高度计反馈的实时对底高度信号、探测传感器在大地坐标系下的航向角和绝对位置(即探测平台本体的经/纬度信号)；算法输出为海缆路由点的绝对位置(即海缆路由点的经/纬度)。
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公开(公告)号：CN112109865A
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN202010550399.6
申请日：2020-06-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种多功能调节式深海投放设备，投放设备包括投放装置和投放目标物，投放装置具有动力区域和发射区域，动力区域内部为四个气缸，气缸顶部与发射区域尾端相连接，气缸尾部连接岸上气源；发射区域内部为四个发射管，发射管内为圆筒形，可安放圆形或柱形投放目标物；气缸可通过岸上控制装置操作运动，通过气缸的快速伸出，将具有自动重心调节功能的投放目标物从发射管中推出。能够取得下列有益效果：运行可靠，省时省力，便捷。
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公开(公告)号：CN110219766B
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201910437396.9
申请日：2019-05-24
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于波浪能发电领域，并具体公开了一种行星轮传动的波浪能发电装置，该装置包括波浪能发电单元、浮体和本体支架，波浪能发电单元安装在浮体的内部，并通过支架悬臂与本体支架相连，波浪能发电单元包括换向组件和发电机，换向组件包括齿圈滚筒、滚筒棘轮离合器、主轴棘轮离合器和行星轮系，滚筒棘轮离合器、主轴棘轮离合器和行星轮系依次设置在齿圈滚筒内部，通过其配合作用将两个方向的往复旋转运动变为单向连续旋转并带动发电机进行发电。该装置结构精简、紧凑、可靠性高，且提高了能量利用率，在装置离岸布置时，将多个发电装置安装在人字形框架上，并在此框架上安装线性执行机构和方向鳍，适应不同情况的能量采集需求。
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