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公开(公告)号：CN118778459B
公开(公告)日：2025-02-28
申请号：CN202411261115.6
申请日：2024-09-10
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及非电变量的控制技术领域，尤其涉及一种水下航行器悬停定深的快速收敛鲁棒控制方法，包括如下步骤：建立水下航行器非线性悬停运动方程及浮力水舱流量调节阀数学模型；设计水下航行器状态观测器，对水下航行器的运动状态信号进行提取；考虑海洋环境干扰，对提取的水下航行器的运动状态信号进行滤波；设计水下航行器悬停定深快速收敛鲁棒控制器，并分析其稳定性；利用水下航行器悬停定深快速收敛鲁棒控制器及浮力水舱流量调节阀数学模型对水下航行器进行悬停定深控制。本发明提供的方法能够保证水下航行器悬停定深快速收敛鲁棒性和控制品质，满足水下航行器悬停状态对安全性和能耗的要求。
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公开(公告)号：CN119037683A
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202411557608.4
申请日：2024-11-04
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: B63G8/20
Abstract: 本发明涉及水下航行器技术领域，尤其涉及一种水下航行器分离式艉舵的舵角控制方法，包括如下步骤：水下航行器的航行控制计算机输出指令舵角信号；水下航行器的舵角反馈机构实时测量操舵液压缸的运动行程，以获得实际舵角信号；水下航行器的伺服阀控制模块接收指令舵角信号和实际舵角信号，进而计算指令舵角信号对应的指令舵角和实际舵角信号对应的实际舵角的偏差，当偏差大于设定值时，伺服阀控制模块输出控制信号；比例伺服阀接收控制信号并调节阀开度，以调控操舵液压缸的运动行程，从而将分离式艉舵调节至对应指令舵角信号的目标舵角。本发明提高了对比例伺服阀的控制精确性，降低了操舵的噪音。
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公开(公告)号：CN118625843B
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202411098424.6
申请日：2024-08-12
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及水下航行器运动控制技术领域，提供一种分离式舵水下航行器单舵卡应急控制方法，包括：建立航行器的六自由度运动模型；通过对航行器六自由度运动模型进行线性化处理，获得第一航行器垂直面线性运动方程；基于第一航行器垂直面线性运动方程，采用最优控制方法进行双水平舵控制时的控制器设计，根据监测舵角、舵角指令与舵速之间的关系，设计舵卡检测算法；通过舵卡检测算法判断发生舵卡时，建立第二航行器垂直面线性运动方程；基于第二航行器垂直面线性运动方程，采用最优控制方法进行单水平舵控制时的控制器设计。本发明通过单水平舵舵卡发生后立即进行控制律重构，降低分离式舵航行器单舵卡时的失控风险，提高航行器的航行安全性。
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公开(公告)号：CN118625849B
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202411111299.8
申请日：2024-08-14
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
Abstract: 本发明涉及水下航行器的运动控制领域，提供一种基于分离式艉舵的水下航行器横倾控制方法，采用分离型船舶运动模型的建模方法，建立以分离式艉舵差动舵角为输入、水下航行器横倾角为输出的横倾运动状态空间模型；采用最小二乘法对横倾运动状态空间模型进行参数辨识，采用极点配置方法，对辨识后的横倾运动状态空间模型进行观测器设计，获得水下航行器的横倾角速率值；采用最优控制方法设计最优控制器；通过最优控制器解算分离式艉舵指令差动舵角值，通过分离式艉舵指令差动舵角值驱动分离式艉舵完成横倾运动的闭环控制。本发明通过分离式艉舵的差动控制，实现了水下航行器回转时的横倾控制，提高了横倾控制的控制精度。
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公开(公告)号：CN118643594B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411097206.0
申请日：2024-08-12
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: G06F30/15 , G06F30/28 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及船舶运动控制技术领域，提供一种基于卡尔曼滤波器的海水密度梯度估计方法、设备及介质，该方法包括：建立水下航行器零航速垂向运动方程；对垂向运动方程进行线性化，基于线性化运动方程设计二次最优调节器；通过对线性化运动方程进行扩张，获得卡尔曼滤波器，对垂向加速度、垂向速度以及浮力不均衡量进行估计，获得卡尔曼滤波器观测状态量；通过对控制指令进行离散化，获得离散化的控制开关信号；根据离散化的控制开关信号以及卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场。本发明基于卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场，快速精准的获取海洋密度梯度场，实现水下航行器无航速无动力悬停控制，观测精度可达十万分之一。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118605540B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202411037486.6
申请日：2024-07-31
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
Abstract: 本发明属于船舶运动控制技术领域，尤其涉及一种自适应各种海洋环境的航行操舵控制方法，收集船舶的实时运动数据；对收集的实时运动数据进行傅里叶变换；通过傅里叶变换结果得到船舶运动响应主频率、海况响应主频率，为避免共振设计，确定初步船舶航向、初步航速；根据初步船舶航向、初步航速，设定初步的船体姿态；在初步的船体姿态下，设计自适应操舵控制算法，所述自适应操舵控制算法通过船舶的非线性动态和观测模型求得系统状态向量的估计值；通过系统状态向量的估计值及船体控制指令，得到舵角。该方法通过分析船舶运动信号，自动调整无迹卡尔曼滤波器参数实现对船舶状态滤波信号，达到各海洋环境下操舵自适应。
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公开(公告)号：CN118466174B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202410924555.9
申请日：2024-07-11
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明涉及非电变量的控制或调节系统技术领域，尤其涉及基于自回归模型预测比例积分微分的船舶定向控制方法，包括如下步骤：建立船舶舵角与航向的输入输出运动模型；采用自回归模型作为船舶海浪干扰下的预测模型，计算船舶海浪干扰下的预测模型参数；计算船舶航向控制的预测比例积分微分参数，预测船舶未来时刻的航向，结合船舶航向控制的预测比例积分微分参数及预测的船舶未来时刻的航向计算方向舵指令舵角；船舶的舵机根据计算的方向舵指令舵角对船舶进行定向控制。本发明提供的方法可以提前操舵补偿海浪干扰的作用，使船舶在海浪干扰下的航向得以自动稳定控制，提升了船舶在高海况下航行的稳定性和安全性。
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公开(公告)号：CN118643594A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202411097206.0
申请日：2024-08-12
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: G06F30/15 , G06F30/28 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及船舶运动控制技术领域，提供一种基于卡尔曼滤波器的海水密度梯度估计方法、设备及介质，该方法包括：建立水下航行器零航速垂向运动方程；对垂向运动方程进行线性化，基于线性化运动方程设计二次最优调节器；通过对线性化运动方程进行扩张，获得卡尔曼滤波器，对垂向加速度、垂向速度以及浮力不均衡量进行估计，获得卡尔曼滤波器观测状态量；通过对控制指令进行离散化，获得离散化的控制开关信号；根据离散化的控制开关信号以及卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场。本发明基于卡尔曼滤波器观测状态量估计海水密度梯度场，快速精准的获取海洋密度梯度场，实现水下航行器无航速无动力悬停控制，观测精度可达十万分之一。
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公开(公告)号：CN118625849A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202411111299.8
申请日：2024-08-14
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
Abstract: 本发明涉及水下航行器的运动控制领域，提供一种基于分离式艉舵的水下航行器横倾控制方法，采用分离型船舶运动模型的建模方法，建立以分离式艉舵差动舵角为输入、水下航行器横倾角为输出的横倾运动状态空间模型；采用最小二乘法对横倾运动状态空间模型进行参数辨识，采用极点配置方法，对辨识后的横倾运动状态空间模型进行观测器设计，获得水下航行器的横倾角速率值；采用最优控制方法设计最优控制器；通过最优控制器解算分离式艉舵指令差动舵角值，通过分离式艉舵指令差动舵角值驱动分离式艉舵完成横倾运动的闭环控制。本发明通过分离式艉舵的差动控制，实现了水下航行器回转时的横倾控制，提高了横倾控制的控制精度。
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公开(公告)号：CN118625843A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202411098424.6
申请日：2024-08-12
Applicant: 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 , 中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及水下航行器运动控制技术领域，提供一种分离式舵水下航行器单舵卡应急控制方法，包括：建立航行器的六自由度运动模型；通过对航行器六自由度运动模型进行线性化处理，获得第一航行器垂直面线性运动方程；基于第一航行器垂直面线性运动方程，采用最优控制方法进行双水平舵控制时的控制器设计，根据监测舵角、舵角指令与舵速之间的关系，设计舵卡检测算法；通过舵卡检测算法判断发生舵卡时，建立第二航行器垂直面线性运动方程；基于第二航行器垂直面线性运动方程，采用最优控制方法进行单水平舵控制时的控制器设计。本发明通过单水平舵舵卡发生后立即进行控制律重构，降低分离式舵航行器单舵卡时的失控风险，提高航行器的航行安全性。
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