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公开(公告)号：CN118311862B
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202410557145.5
申请日：2024-05-07
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本申请公开了一种面向欠驱动无人潜航器深度跟踪的无模型自适应控制方法，属于无人潜航器控制技术领域。首先将潜航器实际深度和期望深度的深度误差转化为纵倾误差，基于自适应视线制导律获得带有攻角补偿的期望纵倾角；再采用跟踪微分器调节期望纵倾角；最后基于动态线性化数据模型，结合所述深度误差、纵倾误差、期望纵倾角和跟踪微分器得到潜航器的期望控制舵角。本申请能实时估计并补偿攻角和动态线性化残留，进一步提高综合跟踪性能，在面临外部突发扰动影响时，和经典控制方法相比具有更快的收敛速度、更高的稳态精度和更强的抗扰能力，同时操舵平滑且变化缓慢的特点，能够显著降低机械噪声，减少舵机疲劳损伤并延长使用寿命。
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公开(公告)号：CN119148502A
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202411260725.4
申请日：2024-09-10
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本申请属于运动控制技术领域，具体公开了一种融合CFD的水下航行器闭环运动控制仿真方法及装置。本申请根据水下航行器在上一时刻的位姿，采用N‑S方程等流体动力学理论计算当前时刻施加到航行器上的流场力与流场力矩；结合闭环控制算法根据位姿偏差计算出的其在当前时刻所需控制力和控制力矩，作为输入给到航行器六自由度运动方程，进行运动控制仿真。这使得航行器在下一时刻的位姿发生变化，会引起流场、流体作用力及位姿偏差的变化，因此需要更新位姿并循环计算，直到位姿偏差在预设范围内为止。该方法实现了对水下航行器航行运动的精确模拟和实时反馈，显著提高了控制精度，更贴近实际操控过程，为实际的调参、控制方法验证等提供了重要支撑。
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公开(公告)号：CN118913280A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202410966720.7
申请日：2024-07-18
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本申请属于水下航行器自主定位技术领域，具体公开了一种水下航行器定位滤波方法及系统。本申请提供的水下航行器定位滤波方法，通过对水下航行器在下一时刻的预测状态和更新后的水下航行器的定位数据进行采样，得到目标样本，并根据目标样本的聚类数量判断更新后的定位数据是否符合预测状态分布，排除定位数据中的异常值干扰，提高定位精度。同时在确定更新后的定位数据符合预测分布的情况下，结合设计的调整权重矩阵动态调整定位数据，对水下航行器在下一时刻的预测状态进行更新，有效减少定位迟滞导致的局部数据突变，提高了滤波结果的整体连续性。
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公开(公告)号：CN118502235B
公开(公告)日：2024-11-01
申请号：CN202410272447.8
申请日：2024-03-11
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本申请属于水下航行器控制领域，具体公开了一种欠驱动水下航行器双环LQR鲁棒深度跟踪控制方法及系统，方法包括：获取水下航行器的控制目标和状态参数；控制目标包括：期望深度；状态参数包括：实时深度、实时速度、实时纵倾角以及实时纵倾角速度；确定期望深度与实时深度对应的深度误差，之后基于深度误差和实时速度设计自适应视线角制导律，以求得水下航行器的期望纵倾角；结合观测出的水下航行器的动力学扰动和期望纵倾角设计LQR纵倾跟踪控制律，以求得水下航行器的舵角；基于所述舵角控制水下航行器的升降舵。通过本申请，实现了欠驱动水下航行器的双环深度控制架构，两环紧密耦合，且控制架构简捷，便于工程实践及应用。
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公开(公告)号：CN118605436A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410604992.2
申请日：2024-05-15
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明提供了一种异构数据条件下基于变分自编码器的多模态过程故障检测方法，涉及工业系统故障检测技术领域。故障检测方法包括重新定义异构数据对应的似然函数模型，改进变分自编码器的网络结构，将重新定义的异构数据与改进的变分自编码器融合，将融合后的变分自编码器进行多模态过程故障检测。本发明考虑了隐式工况以及异构数据，能够增强故障检测的精确性和减少误报，提高故障检测的性能。本发明故障检测方法在处理复杂数据和检测系统故障方面的高效性和准确性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117369474B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202311490179.9
申请日：2023-11-08
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明提供了一种水面无人艇视觉引导对接回收方法及系统，包括：对无人艇进行初步航向引导，直至无人艇上安装的摄像头检测到回收装置开口端的第一基准标记；以第一基准标记为目标，基于摄像头采集的视频帧进行目标检测与定位，以对无人艇进行视觉引导，直至无人艇的艏部正对回收装置开口端，且第一基准标记相对于摄像头的距离在预设范围内；以回收装置收口端的第二基准标记为目标，基于摄像头采集的视频帧进行目标检测与定位，以对无人艇进行视觉引导，直至无人艇与回收装置对接完成；所述第二基准标记与第一基准标记所使用的编码不同。本发明提高了无人艇自主对接末端精度，提升了无人艇的整体回收成功率。
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公开(公告)号：CN117610293A
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN202311624517.3
申请日：2023-11-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/28 , G06F119/14 , G06F113/08
Abstract: 本发明提供了一种基于时变参数建模的无人艇操纵运动预测方法及系统，属于无人艇运动建模及预报技术领域，方法包括：构建无人艇的操纵动力学模型；通过多个航次的无人艇的操纵试验获取辨识数据源；并将无人艇的操纵动力学模型转换成待辨识形式，利用自适应方向遗忘递推最小二乘法求解待辨识参数；利用参数辨识得到的操纵动力学模型进行操纵运动预测。本发明能够确保辨识结果的稳定性。
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公开(公告)号：CN117369474A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311490179.9
申请日：2023-11-08
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明提供了一种水面无人艇视觉引导对接回收方法及系统，包括：对无人艇进行初步航向引导，直至无人艇上安装的摄像头检测到回收装置开口端的第一基准标记；以第一基准标记为目标，基于摄像头采集的视频帧进行目标检测与定位，以对无人艇进行视觉引导，直至无人艇的艏部正对回收装置开口端，且第一基准标记相对于摄像头的距离在预设范围内；以回收装置收口端的第二基准标记为目标，基于摄像头采集的视频帧进行目标检测与定位，以对无人艇进行视觉引导，直至无人艇与回收装置对接完成；所述第二基准标记与第一基准标记所使用的编码不同。本发明提高了无人艇自主对接末端精度，提升了无人艇的整体回收成功率。
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公开(公告)号：CN116841205A
公开(公告)日：2023-10-03
申请号：CN202310870676.5
申请日：2023-07-14
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种手艇耦合系统轨迹跟踪有限时间预设性能控制方法及系统，方法包括：获取手艇耦合系统的当前轨迹跟踪误差；设计有限时间性能函数，以约束轨迹跟踪误差；在满足有限时间性能函数对应的约束条件下，将轨迹跟踪误差进行转换，得到转换误差；基于转换误差设计滑模面，以控制转换误差在有限时间内收敛，并基于非线性干扰观测器观测手艇耦合系统的外部干扰；基于滑模面和非线性干扰观测器输出设计手艇耦合系统的控制输入，以控制手艇耦合系统按照期望轨迹运行。本发明所设计控制方法可使手艇耦合系统在有限时间内跟踪期望轨迹，且跟踪误差时刻满足预设性能约束，同时可削弱控制系统的抖振，提高控制精度及鲁棒性。
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公开(公告)号：CN112363393B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202011158507.1
申请日：2020-10-27
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明专利提供了一种用于无人艇动力定位的无模型自适应预设性能控制方法。首先提出了一种新型预设性能函数，为预设性能误差转换奠定基础；随后基于所提出的预设性能函数将具有受限误差性能的动力定位系统转换为一个具有非受限误差性能的系统，基于这一转化系统所设计的控制器，不仅可以使得系统闭环信号一致最终有界，还可以保障系统的瞬态性能。最后，基于指令滤波反步法开展控制器设计，同时引入自适应方法，得到无模型自适应预设性能控制器。所设计的控制器摆脱了对无人艇水动力及附加质量项精确建模的需求，还可实现无人艇在外界时变扰动及输入饱和约束下的预设性能控制。
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