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公开(公告)号:CN117539239A
公开(公告)日:2024-02-09
申请号:CN202311184319.X
申请日:2023-09-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种基于元学习的无人艇轨迹跟踪控制器结构及控制方法,涉及无人艇轨迹跟踪控制技术领域,结构包括运动学控制器、动力学控制器、元学习预估器、学习的基函数和c个环境条件数据集;所述动力学控制器的输入端分别与运动学控制器、元学习预估器的输出端相连,所述动力学控制器的输出端分别与无人艇模型和c个环境条件数据集的输入端相连;所述元学习预估器的输入端分别与学习的基函数和无人艇模型的输出端相连,所述元学习预估器的输出端与所述动力学控制器的输入端相连;本发明用元学习技术精确刻画无人艇与环境交互过程中的复杂动态特征,形成有效的船舶模型特征和海洋环境特征知识表达,有效提高无人艇在不同环境下的适应性。
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公开(公告)号:CN113110467B
公开(公告)日:2024-02-02
申请号:CN202110437078.X
申请日:2021-04-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种切换通讯拓扑下无人船编队规划与制导方法及系统,系统包括路径导引包含运动生成器模块、分布式路径参数更新模块、双偶极向量场模块、基于向量场的制导律模块以及通讯网络;本发明采用路径导引包含运动生成器模块实现了多种包含操纵编队队形,提高了多个无人船之间协同的灵活性和对复杂的海洋环境下的适应性;采用通讯层和制导层独立分开设计,实现了通讯和制导的解耦,提高了设计和实现的灵活性;采用基于向量场的制导律来跟踪参考点,实现了欠驱动多无人船在初始暂态过程以及在编队切换的过程中的平滑过渡。
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公开(公告)号:CN113970887B
公开(公告)日:2023-11-14
申请号:CN202111388876.4
申请日:2021-11-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于能耗最优的多水下滑翔机路径规划系统,包括水下滑翔机能耗设计模块用于计算水下滑翔机在单个滑翔周期的能耗;水下滑翔机全局路径规划模块用于获取水下滑翔机在整个航程中所需经过的路径点集合,根据总能耗最低时的路径点集合获取每艘水下滑翔机的路径;所述水下滑翔机局部路径规划模块用于根据每艘水下滑翔机的路径,进行碰撞判断,若出现碰撞,根据人工势场法重新计算任一水下滑翔机的路径点,并根据重新计算的路径点航行,直到重新计算的路径点与路径中的路径点重合。本发明能够满足水下滑翔机集群开展三维海洋观测的路径规划需求,同时采用惩罚函数实现避障功能,并采用人工势场法解决局部区域多水下滑翔机的避碰问题。
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公开(公告)号:CN117032031A
公开(公告)日:2023-11-10
申请号:CN202311047769.4
申请日:2023-08-18
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种模块化集成无人艇控制器硬件系统,应用于无人艇控制技术领域,本发明硬件系统包括飞控模块、树莓派模块、网桥模块、通信模块、电源模块、外设接口和开关部分;本发明采用模块化设计方法,将飞控模块外设接口进行独立PCB电路板设计;本发明利用PCB电路设计方法,把飞控模块外设接口PCB电路板接口同树莓派模块接口、网桥模块接口、通信模块接口、电源模块、外设接口、开关部分分区域设计主PCB电路板,以确保电路信号干扰小,硬件系统模块化集成度高;该硬件系统有效解决了无人艇内部控制线路复杂和组装维修困难的缺陷。
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公开(公告)号:CN112882473B
公开(公告)日:2023-11-07
申请号:CN202110098948.5
申请日:2021-01-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种事件触发的无人艇集群分布式协同控制器,通过基于事件触发的通讯方式,无人艇仅当满足预设事件时,才向通讯网络发送自身信息,实现了非周期的信息发送,从而减少信息发送频率,减轻无人艇通讯网络的通讯负担;同时,无人艇的协同动作执行也是由事件触发的,执行器根据设定的性能按需非周期的更新,从而降低了执行器更新频率,避免执行器的连续动作,减轻无人艇的执行负担;本发明中的并行学习辨识模块,不仅能够对无人艇中的不确定非线性动态进行逼近,也可以辨识未知控制增益,从而能够在不依赖无人艇的精确信息的情况下,仍能够保持协同控制,使得协同控制更加灵活高效。
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公开(公告)号:CN110378057B
公开(公告)日:2023-10-27
申请号:CN201910680209.X
申请日:2019-07-26
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种内置式永磁同步电机抗干扰控制器及其设计方法,所述的控制器包括控制器单元、非线性观测单元和执行单元。本发明设计的抗干扰控制器不依赖准确的数学模型,解决了超调问题。从仿真跟踪的效果可知没有出现超调现象,所设计的非线性观测单元具有更快的响应速度特点,将可调参数降低为两个,通过调节参数β和δ对非线性观测单元的设计,大大降低了参数调节的复杂性。本发明的非线性观测单元将把内置式永磁同步电机外部负载扰动和内部不确定部分作为总扰动,能够对总扰动、速度和位置进行准确的观测和估计,仿真结果说明能够实现良好的跟踪性能,提高了内置式永磁同步电机的动态性能和抗干扰能力,有利于在控制伺服系统中的应用。
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公开(公告)号:CN116466701A
公开(公告)日:2023-07-21
申请号:CN202310199191.8
申请日:2023-03-03
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种无人水面艇能耗最小轨迹规划方法,涉及无人水面艇运动规划技术领域,包括如下步骤:基于深度图像信息构建并更新无人水面艇目前所处环境下的三维占据栅格地图;构造带符号的欧式距离场;采用基于船舶运动学的A星算法,基于三维占据栅格地图进行前端路径点的搜索,得到路径点;采用直线对所述路径点进行曲线拟合,得到路径曲线基于欧式距离场,对针对速度、加速度、避障距离、曲线光滑度的无约束优化问题进行求解,得到避障的最优轨迹。本发明基于视觉信息进行无人艇的轨迹规划,可以对开放水域复杂环境下任意形状的障碍物进行避障避碰,无人艇可以根据周围障碍物环境做出实时局部规划。
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公开(公告)号:CN116227153A
公开(公告)日:2023-06-06
申请号:CN202310020911.X
申请日:2023-01-06
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种数据驱动扩张状态观测器,包括:自抗扰控制器、一阶非线性系统、扩张状态观测器、数据堆栈模块、数据驱动学习律模块、一阶滤波器;其中,数据驱动扩张状态观测器的工作原理为:给自抗扰控制器输入一个分段连续的速度参考信号,自抗扰控制器产生的速度信号与外部扰动同时作用于无人船系统,无人船状态信息、输出响应与通过一阶滤波器后保存到数据堆栈模块中,扩张状态观测器利用数据驱动学习律模块更新后的堆栈中的数据得到系统状态估计和集总扰动估计。本发明的技术方案解决了含未知内部不确定性、外部扰动和未知输入增益下的一阶非线性系统的扰动估计问题,实现了系统总扰动和控制输入增益的同时估计。
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公开(公告)号:CN113342010B
公开(公告)日:2023-05-23
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:CN116107324A
公开(公告)日:2023-05-12
申请号:CN202310211321.5
申请日:2023-03-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于多目标优化的无人水下航行器路径规划系统,包括获取无人水下航行器的航程集合并计算各个航程的航行距离;分别计算航行器在各段子航程的速度,根据各段子航程的距离与速度计算完成各段子航程所需的时间,根据完成各段子航程所需的时间之和计算航程时间;获取碍航物区域,构建量子自适应粒子群优化模型,根据航程时间、路径点与碍航物区域的位置关系设计惩罚函数,根据无人水下航行器的航程集合、量子自适应粒子群优化模型计算最优路径点集合;根据最优路径点集合对无人水下航行器之间是否出现碰撞进行判断,无人水下航行器根据判断结果进行航行。完成了航行时间最优目标下的三维路径规划,实现避障功能,提高了航行安全性。
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