公开(公告)号：CN112947448A

公开(公告)日：2021-06-11

申请号：CN202110182003.1

申请日：2021-02-09

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  姜岳 ,  李永明 ,  王丹 ,  王浩亮 ,  刘陆

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种无人船集群协同包围多目标模糊控制器结构及设计方法，其中，控制器结构可以实现在每艘无人船只接受部分目标个体信息的条件下，对整个目标群体几何中心的协同包围，拓展了无人船协同运动控制的应用领域。本发明的无人船集群采用环形通信拓扑结构，每艘无人船只与相邻两艘邻居船通信，消除了对集群全局信息的依赖，有利于克服海洋环境对通信带宽和通信距离的约束。本发明的设计方法通过运动学虚拟控制律设计消除了横漂速度对协同包围的影响，通过建立模糊预估器逼近并补偿了动力学未知非线性函数，并利用动态面控制技术有效克服了传统反步法计算爆炸的问题，有利于无人船协同多目标包围在实际海洋环境中的实现。

公开(公告)号：CN111352344A

公开(公告)日：2020-06-30

申请号：CN202010131320.6

申请日：2020-02-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  阮明昊 ,  刘陆 ,  王丹 ,  李铁山 ,  王浩亮

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明实施例公开一种动态完全未知系统的数据驱动自适应预估器，其特征在于，包括：控制器模块、扩张状态观测器模块、堆栈器模块、鲁棒性预估器模块；所述控制器模块能够基于所述系统中的状态参数、鲁棒性预估器模块中的控制输入增益参数、扩张状态观测器中的输出参数、所述系统的期望状态参数、控制参数估计标量参数获取控制输入参数以作为所述系统的输入值。本发明不仅可以实现短时间内迅速对系统参数b0、θ1和 进行精确稳定辨识，同时能够消除对系统状态参数的导数的依赖性，使得该设计方法更利于实际的工程应用。

公开(公告)号：CN109917795A

公开(公告)日：2019-06-21

申请号：CN201910330379.5

申请日：2019-04-23

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  王丹 ,  张宇 ,  古楠 ,  刘陆 ,  王浩亮

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种欠驱动无人船集群协同制导结构及设计方法，所述的结构包括协同误差计算模块、路径参数更新模块、速度前馈模块、包含操纵控制器和速度转换模块。本发明在实际应用针对欠驱动无人船的控制方法有着更高的应用价值。本发明采用了根据跟踪误差同步更新的参数化路径，能够实现多条路径同步更新以及控制过程中的参考路径点的调整，避免了欠驱动无人船跟不上目标轨迹的问题。本发明考虑了欠驱动无人船自身横漂速度对协同控制的影响，可以使欠驱动无人船不会因为横漂速度而出现跟踪误差变大以及频繁偏离轨迹等问题。本发明属于分布式控制方法，在大规模欠驱动无人船的协同控制应用中比集中式控制更加有利。

公开(公告)号：CN120085577A

公开(公告)日：2025-06-03

申请号：CN202510086391.1

申请日：2025-01-20

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 刘陆 ,  周嘉兴 ,  王丹 ,  彭周华 ,  古楠 ,  王浩亮 ,  宁君

IPC: G05B19/042

Abstract: 本发明公开了一种基于局部探测信息的无人船集群安全队形重构控制系统，应用于无人船集群，任意一艘所述无人船相应的通信连接一个碰撞向量模块和一个安全队形重构控制器；所述碰撞向量模块用于输出当前无人船对应于静态障碍物、动态障碍物以及其他无人船的最近碰撞点和碰撞向量；所述安全队形重构控制器包括安全空间类人工势场模块、排斥空间类人工势场模块、混合空间类人工势场模块、基于类人工势场标称制导律模块、互易控制障碍函数约束模块以及二次优化模块。本发明能够使无人船能够在复杂动态环境中基于自主探测的局部信息避开未知的动、静态障碍物，而无需事先获取障碍物的精确位置和形状信息，从而提高系统的灵活性和环境适应能力。

公开(公告)号：CN118915728A

公开(公告)日：2024-11-08

申请号：CN202410952593.5

申请日：2024-07-16

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 刘陆 ,  张建硕 ,  邱名湘 ,  彭周华 ,  王丹 ,  王浩亮 ,  王安青 ,  古楠

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开了一种无人船多模态扩张状态观测器，包括无人船纵荡速度方向多模态扩张观测器组、无人船艏摇角速度方向多模态扩张观测器组以及动力学控制器；纵荡速度方向多模态扩张观测器组包括若干纵荡速度方向扩张观测器通路和纵荡速度方向扩张观测器选择器；艏摇角速度方向多模态扩张观测器组包括若干艏摇角速度方向扩张观测器通路和艏摇角速度方向扩张观测器选择器；将纵荡速度方向扩张观测器选择器与艏摇角速度方向扩张观测器选择器的输出端并联至动力学控制器控制无人船动作。本发明提出的多模态扩张状态观测器可以实时估计内部模型不确定性和外部海洋环境扰动，并在控制回路中进行实时补偿，提高复杂海洋环境下的稳定性和抗扰性。

公开(公告)号：CN114755918B

公开(公告)日：2024-07-23

申请号：CN202210273296.9

申请日：2022-03-18

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 景云 ,  崔凯 ,  李一鹤 ,  姜岳 ,  古楠 ,  王浩亮 ,  刘陆 ,  王安青 ,  王丹

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种推进器部分失效下的无人船控制失效率和扰动估计方法及系统。本发明方法，包括：构建推进器失效的无人船模型，并给定无人船模型一个系统输入；建立状态观测器模块和扰动估计器模块，将当前时刻速度的观测值同时导入到两个模型中，分别得到系统总扰动与环境扰动的估计值和失效控制增益；建立失效率估计模块，对无人船失效率进行估计。本发明将数据驱动自学习方法与自抗扰控制相结合，提出一种响应速度快、效益高、适用性强的推进器部分失效下的无人船控制失效率和扰动估计方法，不仅可以实现对失效率进行估计，而且还能实现对复杂的未知时变系统总扰动进行估计。解决了在无人船发生推进器部分失效时对失效率和外部扰动的估计问题。

公开(公告)号：CN117369471B

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202311469792.2

申请日：2023-11-06

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 王安青 ,  刘悦晨 ,  王浩亮 ,  韩冰 ,  刘陆 ,  古楠 ,  彭周华 ,  王丹

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开一种具有预设性能的无人船数据驱动模糊航向控制方法，建立了考虑环境干扰的无人船航向控制模型；提出一种具有预设性能约束的策略，使得无人船的航向跟踪误差可以收敛到一个预设的小范围的界内并且所用性能函数可以任意调整收敛速率以满足实际需求。根据历史数据堆栈所建立的数据驱动模糊自适应律，能够在无人船航向控制系统受到复杂气流和极端天气带来的外部干扰的情况下，实现航向跟踪的任务，提高了控制策略的鲁棒性和抗干扰性能，并且是能够同时使用历史数据和实时数据进行自适应的自适应律，使得系统状态的估计效果更好，收敛速度更快，航向跟踪误差更小。

公开(公告)号：CN114755947B

公开(公告)日：2024-05-24

申请号：CN202210273284.6

申请日：2022-03-18

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 景云 ,  彭博 ,  罗铭焌 ,  姜岳 ,  古楠 ,  刘陆 ,  王浩亮 ,  王安青 ,  王丹

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。

公开(公告)号：CN118011819A

公开(公告)日：2024-05-10

申请号：CN202410168254.8

申请日：2024-02-06

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 古楠 ,  于勇淇 ,  彭周华 ,  王丹 ,  刘陆 ,  王浩亮 ,  王安青

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种无人艇集群安全编队博弈控制方法和控制器，包括以下步骤：建立多个受外部扰动影响的欠驱动无人艇数学模型；基于欠驱动无人艇数学模型，实现无人艇对附近邻居无人艇位置信息的估计；基于第一滤波自适应扩张状态观测器，实现对未知无人艇模型和地球坐标系下外部扰动的估计；基于控制‑李雅普诺夫方程‑控制障碍函数的控制方法，设计地球坐标系下无模型最优推力控制律；基于控制障碍函数的稳定性约束集，得到无人船之间避碰安全约束集，基于无人艇纵向推力优化问题，得到最优纵向推力；基于第二滤波自适应扩张状态观测器，实现对未知无人艇模型和艏摇方向外部扰动的估计；设计无模型最优艏摇力矩控制律；基于艏摇力矩优化问题，得到最优艏摇力矩，基于最优艏摇力矩，实现无人艇集群编队过程中博弈安全控制。

公开(公告)号：CN117872910A

公开(公告)日：2024-04-12

申请号：CN202410084011.6

申请日：2024-01-19

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  李荣慧 ,  古楠 ,  王丹 ,  刘陆 ,  王浩亮 ,  王安青

IPC: G05B19/042

Abstract: 本发明一种障碍环境下无人艇多对一协同追捕控制器设计方法，包括以下步骤：考虑未知系统动态和复杂环境扰动，构建追踪无人艇的运动学方程和动力学方程，以及逃逸无人艇的运动学方程；基于逃逸无人艇位置的位置，实现多个虚拟追踪者对逃逸无人艇位置和速度的估计；基于包围算法、接近算法与权衡算法，设计多个虚拟追踪者对逃逸无人艇分布式协同追捕策略；基于分布式协同追捕策略，得到虚拟追踪者的追捕速度；构建控制障碍函数，生成最优轨迹生成器，避免协同追捕过程中的避碰；基于视距制导律，无人艇系统给定的速度信号，设计扩张状态观测器；基于视距制导律、扩张状态观测器设计无模型控制律，实现多个无人艇对一个逃逸无人艇的追捕控制。