一种自主式水下机器人神经网络强化学习控制方法

    公开(公告)号:CN109739090A

    公开(公告)日:2019-05-10

    申请号:CN201910036698.5

    申请日:2019-01-15

    Abstract: 本发明提供一种自主式水下机器人神经网络强化学习控制方法,通过获取AUV当前的位姿信息;计算状态量,将状态输入强化学习神经网络正向传播计算Q值,选择动作A来计算控制器参数;将控制参数与控制偏差输入控制器,计算控制输出;自主式机器人根据执行机构配置进行推力分配;通过控制响应计算奖赏值,进行强化学习迭代,更新强化学习神经网络参数。本发明将强化学习思想与传统控制方法相结合,使AUV能够在航行中对自身运动性能进行评判,根据运动中产生的经验来在线调整自身控制器性能,通过自我学习更快适应复杂环境,从而获得更好的控制精度与控制稳定性。

    一种基于Hurwitz稳定的欠驱动无人艇滑模镇定控制方法

    公开(公告)号:CN109116732A

    公开(公告)日:2019-01-01

    申请号:CN201810869524.2

    申请日:2018-08-02

    Abstract: 本发明公开了一种基于Hurwitz稳定的欠驱动无人艇滑模镇定控制方法,属于无人艇镇定控制技术领域。考虑环境干扰力的影响建立无人艇镇定控制误差方程;通过坐标变换以及控制输入变换对镇定控制误差模型进行解耦;定义新的控制变量进行系统变换,得到便于控制器设计的两个镇定控制误差子系统;分别设计两个子系统的滑模控制器并进行控制输入逆变换得到实际控制力与控制力矩;根据Hurwitz稳定条件设计滑模控制器参数,最终得到无人艇镇定控制的滑模控制律。所设计的控制器通过在控制器中对干扰力进行补偿来增强系统鲁棒性,滑模控制面参数根据Hurwitz稳定条件来确定,保证控制器具有较好的收敛性能。

    一种混合能源的绿色海洋探测器
    3.
    发明公开

    公开(公告)号:CN109733543A

    公开(公告)日:2019-05-10

    申请号:CN201910036685.8

    申请日:2019-01-15

    Abstract: 一种混合能源的绿色海洋探测器,属于海洋探测器领域。本发明结构包括艇体本体、通讯设备、控制设备、传感设备和动力设备,所述动力设备包括全自动风帆、太阳能电池板组、水翼与重心调节装置,全自动风帆铰接于所述艇体本体的中上部,太阳能电池板组安装于艇体本体的上表面,水翼安装于艇体本体的中段两侧,重心调节装置沿艇体本体的艇长方向安装在艇体内部。本发明采用多种绿色能源混合动力,可采用不同的动力方式,使探测器最大限度的利用绿色能源;采用嵌入式和低功耗设计,减少了设备的体积;采用智能运行模式,可根据岸基发出的指令,实现遥控或全自动运行;在水上作业时采用无线电通讯,水下作业时采用声呐通讯,保证数据传输的实时性。

    一种用于多波束声呐扫描作业的水面无人艇局部路径规划方法

    公开(公告)号:CN111506068B

    公开(公告)日:2023-02-03

    申请号:CN202010314098.3

    申请日:2020-04-20

    Abstract: 一种用于多波束声呐扫描作业的水面无人艇局部路径规划方法,本发明涉及水面无人艇局部路径规划方法。本发明的目的是为了解决现有局部路径规划方法避障准确率低的问题。过程为:一、得到水面无人艇航所受引力的大小和方向;二、得到水面无人艇所受的斥力大小;三、将水面无人艇所受引力的大小和所受斥力的大小进行矢量和计算,判断矢量和是否为0,若为0,则执行四;若不为0,则将矢量和叠加在无人艇上,完成无人艇的局部路径规划;四、得包含逃逸势场的改进引力场函数,对改进引力场函数取负梯度得改进引力函数;五、将所受引力和斥力进行矢量和计算后叠加在无人艇上,完成无人艇的局部路径规划。本发明用于无人艇局部路径规划领域。

    一种海空两栖双旋翼无人航行器

    公开(公告)号:CN108556578A

    公开(公告)日:2018-09-21

    申请号:CN201810533448.8

    申请日:2018-05-29

    CPC classification number: B60F5/02

    Abstract: 本发明公开了一种海空两栖双旋翼无人航行器,属于运载器技术领域,包括无人航行器艇体、探测侦查设备和控制系统,艇体由包括艇身和艇翼,艇身分割密封为上下两舱室,上舱室的前部是上云台,后部安装电池组和控制系统,下舱室设有下云台、储水舱和尾舱;尾舱有水泵和无刷电机;艇身下部纵向连接一片体,艇身中部两侧布置两个侧面云台;艇翼上的螺旋桨与无刷电机连接,无刷电机与艇翼以可旋转的支撑框架连接,可旋转支撑框架通过传动轴与轴电机与艇翼相连,艇翼后有两舵翼。本发明可实现无人航行器在水下、水面和低空两栖状态下的快速转换,也可在两栖状态下原地转向,并能有效改善在水面航行中的操纵性和耐波性,同时可以预定航速在水下定深航行。

    一种基于航路点的水面无人艇自适应路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN111487966B

    公开(公告)日:2022-09-09

    申请号:CN202010286992.4

    申请日:2020-04-13

    Abstract: 一种基于航路点的水面无人艇自适应路径跟踪控制方法,属于控制技术领域。主要是为了解决无人艇转弯角度大于90°时经典的LOS制导会产生较大的超调,导致的转弯跟踪精度低的问题。本发明基于提出的自适应LOS圆半径解算出基本视线角,根据路径偏差和航向偏差对基本视线角进行补偿得到最终期望视线角;接着设计了基于虚拟点的转向策略,采用三个小角度转向过渡大角度转向克服转弯角度较大时产生的严重超调问题。同时本发明还设计了航速解算器和智能自适应S面航向控制器及智能自适应积分S面航速控制器,可提高无人艇的跟踪效率和抗干扰能力,也能够很好的应对无人艇模型的复杂性性和不确定性。主要用于水面无人艇自适应路径跟(56)对比文件Guangzhi Niu,等.Intelligent Path-following Control of Unmanned SurfaceVehicles Based on Improved Line-of-sightGuidance《.IOP Conference Series:Materials Science and Engineering》.2019,第677卷(第4期),陆冠华等.基于路径自主规划的无人机四维战术轨迹跟踪《.导弹与航天运载技术》.2018,(第04期),Haibin Huang等.Line-of-Sight PathFollowing of an Underactuated USV Exposedto Ocean Currents using Cascaded Theorem.《2018 WRC Symposium on Advanced Roboticsand Automation (WRC SARA)》.2018,董早鹏等.基于自适应专家S面算法的微小型USV控制系统设计《.中国造船》.2017,(第02期),邓英杰等.基于DVS制导算法的欠驱动船舶路径跟踪指令滤波滑模控制《.大连海事大学学报》.2017,(第02期),韩鹏等.基于LOS法的自航模航迹跟踪控制算法实现《.应用科技》.2017,(第03期),燕聃聃等.吊舱推进的小型水面无人船航迹控制系统设计《.船海工程》.2017,(第04期),

    一种无人艇航迹跟踪智能学习控制方法

    公开(公告)号:CN109283842B

    公开(公告)日:2022-01-07

    申请号:CN201810874966.6

    申请日:2018-08-02

    Abstract: 本发明公开一种无人艇航迹跟踪智能学习控制方法,属于无人艇智能控制技术领域。本发明包括:根据无人艇作业任务预先设定若干航迹点,依次连接各航迹点,生成由直线路径单元组成的复合路径,提取每个直线路径单元上的实时参考路径点:计算无人艇参考艏向角,并建立跟踪下一个直线路径单元的切换策略:设计基于模型在线学习的模糊自适应控制器,采用乘积推理机实现规则的前提推理,使用单值模糊器进行模糊化,利用乘积推理机实现规则前提与规则结论的推理,采用平均解模糊器,得到模糊系统的输出;将控制力、控制力矩映射为推进器电压与指令舵角,驱动无人艇达到期望航速、航向,进而完成航迹跟踪。

    一种可分离船体式多功能除污船

    公开(公告)号:CN109204721A

    公开(公告)日:2019-01-15

    申请号:CN201810869540.1

    申请日:2018-08-02

    Abstract: 本发明属于船舶领域,公开了一种可分离船体式多功能除污船,包括左半体,右半体,第一前链桥栓柱,第二前链桥栓柱,可伸缩前链桥,可伸缩后链桥,第二喷水推进器,拖网,围油栏,第一吸油装置,第二吸油装置,吊臂,第一后链桥栓柱,第二后链桥栓柱和第一喷水推进器;本发明能根据污染区域面积的大小,调整两个半船体之间的距离和夹角适应污染区域,还能进行油污和固体漂浮物的收集和清理;两个喷水推进装置使得转向灵活,机动性能良好。本发明除污效率较高,适应范围较广,可避免人工收集时与污染物的直接接触,减少了污染物对人体的伤害,并且采用物理方式对油污和固体垃圾进行回收,避免了在回收过程中对环境的进一步破坏。

    一种用于海上风电场巡检的水面无人艇改进GA-SA路径规划方法

    公开(公告)号:CN111612217A

    公开(公告)日:2020-09-01

    申请号:CN202010314100.7

    申请日:2020-04-20

    Abstract: 一种用于海上风电场巡检的水面无人艇改进GA-SA路径规划方法,本发明涉及水面无人艇路径规划方法。本发明的目的是为了解决现有算法效率低下,精度较低的问题。过程为:一、初始化算法参数;二、进行可行解的染色体编码,设置适应度值函数;三、将适应度值最高的作为最优个体;四、判断是否满足收敛条件,若是则输出当前最优个体;否进入五;五、将当前最优值作为SA算法的初始解,并随机得到一个更新解;判断更新解的能量变化;若能量变化小于0,则更新解作为最新解;否则按概率保留更新解;六、判断是否达到收敛条件,若否,重复五;若是,返回三替换最优个体,重复执行四至六,直到满足收敛条件。本发明用于水面无人艇的路径规划领域。

    一种用于多波束声呐扫描作业的水面无人艇局部路径规划方法

    公开(公告)号:CN111506068A

    公开(公告)日:2020-08-07

    申请号:CN202010314098.3

    申请日:2020-04-20

    Abstract: 一种用于多波束声呐扫描作业的水面无人艇局部路径规划方法,本发明涉及水面无人艇局部路径规划方法。本发明的目的是为了解决现有局部路径规划方法避障准确率低的问题。过程为:一、得到水面无人艇航所受引力的大小和方向;二、得到水面无人艇所受的斥力大小;三、将水面无人艇所受引力的大小和所受斥力的大小进行矢量和计算,判断矢量和是否为0,若为0,则执行四;若不为0,则将矢量和叠加在无人艇上,完成无人艇的局部路径规划;四、得包含逃逸势场的改进引力场函数,对改进引力场函数取负梯度得改进引力函数;五、将所受引力和斥力进行矢量和计算后叠加在无人艇上,完成无人艇的局部路径规划。本发明用于无人艇局部路径规划领域。

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