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公开(公告)号：CN108564202B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN201810221846.6
申请日：2018-03-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及的是一种基于环境预报信息的无人艇航线优化方法。通过气象预报收集无人艇在海上航行时可能产生影响的环境信息因素，通过全球定位系统对无人艇当前的位置进行定位，得到准确的无人艇航行状态；将考虑无人艇航行区域的静态障碍物以及海流这一气象因素对无人艇的影响，结合获得的环境数据对海域的环境进行建模；基于粒子群优化算法的无人艇航线规划算法设计，算法设计出来的无人艇航线尽量避开了静态障碍物并且利用了对于无人艇航行有利的海流区域。本发明实现了无人艇可以根据环境预报信息而设计航线，可以随时根据天气环境的变化对航线做出及时的调整，避免海域上恶劣的环境对无人艇安全产生威胁，提高无人艇航行的经济性和安全性。
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公开(公告)号：CN108594639B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810261836.5
申请日：2018-03-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于强化学习的全垫升气垫船航迹跟踪控制方法。1.建立全垫升气垫船四自由度运动学模型和动力学模型；2.运用PID控制实现全垫升气垫船的航向控制；3.运用滑模控制实现全垫升气垫船的航速控制。4.运用LOS法实现全垫升气垫船的航迹跟踪；5.运用RBF神经网络实现参数调优，最终实现理想的全垫升气垫船航迹跟踪控制。本发明所述的航迹跟踪控制控制方法，不依赖于被控对象和环境，方法实现简单，抗干扰能力强，控制效果出色，相较于传统的航迹跟踪控制器其算法更加智能，自适应性更强，鲁棒性能更好，跟踪效果更加平滑，跟踪误差小。
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公开(公告)号：CN108521626B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201810188711.4
申请日：2018-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多传感网络的水上搜救定位方法，属于多传感器网络技术领域。本发明包括：传感器节点位置的获取，通过GPS和无线通信实时获取并交换自身位置坐标信息；建立传感器节点受力模型，将传感器节点抽象成势力场中的粒子，分析传感器节点间力的作用控制传感器节点的移动方向和距离；基于改进虚拟力算法的多传感器网络区域覆盖。本发明可以使多传感器网络实现区域的无缝覆盖，并对覆盖区域进行数据收集；光电成像系统利用灰度及温度差异确定搜索目标，利用三边定位算法确定并反馈目标坐标位置信息。
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公开(公告)号：CN109885061A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910194185.7
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶动力定位控制领域，具体涉及一种基于改进NSGA-Ⅱ的动力定位多目标优化方法，包括以下步骤：建立动力定位船的三自由度动力学模型和运动学模型；利用动态面控制方法设计船舶动力定位控制律；建立动力定位船的能源消耗模型；选取优化目标函数，利用改进的NSGA-Ⅱ调节动态面控制器的控制参数，对控制器效果及船舶能源消耗进行多目标问题优化。本发明考虑了动力定位改变自身位置及姿态过程中的能源消耗问题，利用改进的NSGA-Ⅱ整定控制器参数，减小推进器的能耗，增强环保性和经济性。
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公开(公告)号：CN109765910A
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201910176370.3
申请日：2019-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于改进差分进化算法的船舶动力定位推力分配方法，通过确定船舶推进装置布局，载入各推进器的参数，接受目标控制指令，建立推进器最优方向预测模型；将上一刻得到的全局最优方向导入到当前时刻的最优方向预测模型，作为优化改进的差分进化算法的初始种群，通过改进的差分算法获取推进器在当前时刻下的全局最优方向；根据求得的全局最优解，实时更新推进器方向，再通过二次规划法得到推进器的推力。本发明减少了推进器状态调整过程中的推力误差，改善了长期能耗效率和机动性；减少了差分进化算法的搜索维度，解决了差分进化算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题；使连续时间内得到的全局最优解更平滑，避免了不必要的波动。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105334747B
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201510616183.4
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种船舶动力定位三冗余计算机数据表决同步方法。三个控制器在完成控制运算结果同步后，由主控机运行自适应加权预测表决方法，得到一个表决输出值。自适应加权预测表决方法为：根据每个控制器的输出数据计算一致程度值；根据三个控制器的一致程度值对控制器输出数据进行划分，如果形成多数一致集合，结合历史信息记录值计算本周期表决输出值；如果没有形成多数一致集合，引入灰色预测根据前几周期的表决输出值计算本周期的表决输出值。由本周期的控制器输出数据计算历史信息记录值，为下一周期的表决提供计算依据。本发明能够提高动力定位系统容错能力，具有高可靠性。
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公开(公告)号：CN104635773B
公开(公告)日：2018-04-17
申请号：CN201510016643.X
申请日：2015-01-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于改进强跟踪滤波状态观测器的船舶动力定位方法，包括以下步骤：采集船舶的位置和艏向；利用改进强跟踪滤波状态观测器滤除掉船舶位置和艏向中噪声部分，得到满足精度要求的船舶位置和艏向估计值发送给PID控制器；PID控制器根据船舶位置和艏向期望值和接收到的信息，输出控制力和力矩，控制船舶运动。本发明在外界干扰发生突变的情况下跟踪滤波效果更好，本发明能够提高船舶的稳定性。
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公开(公告)号：CN105182975B
公开(公告)日：2017-10-03
申请号：CN201510593659.7
申请日：2015-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供的是一种基于改进的人工协调场的气垫船避障方法。(1)获取状态信息、目标点位置以及障碍物位置；(2)设计PID控制律，代替人工协调场中的吸引力；(3)计算风险度，若风险度大于设定的风险度则进入步骤(4)，否则进入步骤(6)；(4)设计斥力场，并利用最大加速度约束设计斥力场的场强参数，进而计算出斥力；(5)根据斥力计算出协调力；(6)算出大地坐标下的合力，将合力的方向作为期望艏向设计艏向PID控制律，将合力的大小作为纵向控制力对气垫船进行控制。本发明减小了传统吸引力只与位置有关而造成的气垫船在目标点附近的抖动，实现了有约束的避碰，能够在气垫船的性能范围内实现安全避障，具有很强的实用价值。
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公开(公告)号：CN105235676B
公开(公告)日：2017-08-04
申请号：CN201510616202.3
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于控制分配气垫船多操纵面协调控制方法。轨迹产生控制器通过人机接口设定气垫船航行的轨迹；比较器把轨迹产生控制器得到期望位置、航向与GPS、平台罗经的当前实际位置、航向进行比较得到位置、航向偏差；控制器根据位置、航向偏差计算得纵向、横向的合力和转艏力矩，发送给控制分配控制器；控制分配控制器将控制器输出的纵向、横向合力和转艏合力矩分配给个操纵面执行机构以协调各个操纵面的工作。本发明通过控制分配控制器可以将控制器输出的合力和合力矩合理地分配到各个操纵面上，以实现对气垫船的多操纵面协调控制，从而达到气垫船安全航行的目的，同时减轻了人工操舵的工作强度和精神负担。
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公开(公告)号：CN106767778A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611029747.5
申请日：2016-11-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种气垫船船位推算控制方法。主要包括：根据气垫船的航速，艏向角及历史位置数据，通过传统推算算法得到实时位置估计数据；结合气垫船特性建立基于气垫船的匀速(CV)模型、匀加速(CA)模型及Singer模型；建立交互式多模型(IMM)，设计相应的强跟踪卡尔曼滤波器；推算数据反馈给航迹控制器，实现安全航行。本发明的气垫船船位推算控制方法，在气垫船GPS信号丢失的情况下，通过船位推算得到的推算位置代替GPS位置信息，保证了气垫船能安全地航行，安全地到达目的地。
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