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公开(公告)号：CN114879657B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202210324060.3
申请日：2022-03-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于随体坐标系的无模型全分布式无人艇协同时变队形控制方法，包括：(1)建立基于应力约束的通信拓扑；(2)建立期望队形并确定控制目标；(3)设计仿射编队的控制器；(4)验证无人艇编队系统的稳定性和鲁棒性；本发明结合了仿射变换相关概念可以迅速的进行缩放、剪切和旋转等队形变换。同时，系统内的艇体自需要依赖感知交互和本艇的惯性信息即可在拒止环境下实现编队控制，并且有效降低了控制器的复杂程度，具备更低的计算量。
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公开(公告)号：CN114035567B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202111050149.7
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇航控系统，属于无人艇航控技术领域，解决仅涉及单项技术的控制系统的无人艇在执行任务时存在局限性问题。本发明的一种水面无人艇航控系统包括：路径跟踪模块、虚拟引导模块、动力定位模块和底层控制器；路径跟踪模块用于根据接收到的任务路径，生成航行规划路径信息发送给底层控制器；虚拟引导模块根据任务移动引导点，生成航行规划移动引导信息发送给底层控制器；动力定位模块根据任务固定定位点，生成航行规划动力定位信息发送给底层控制器；底层控制器用于根据路径跟踪模块、虚拟引导模块和动力定位模块，结合当前位姿信息获取期望舵角和期望油门，对无人艇进行控制。本发明适用于欠驱动无人艇的自主控制系统。
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公开(公告)号：CN113741468B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202111050135.5
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种分布式无人艇编队的有限时间容错控制方法。步骤1：基于外部干扰和执行器故障建立无人艇编队动力学模型，并确定控制目标；步骤2：基于步骤1的无人艇编队动力学模型，建立滤波补偿机制虚拟速度控制指令；步骤3：基于步骤2的虚拟速度控制指令，建立有限时间容错控制器；步骤4：基于步骤3的有限时间容错控制器，验证无人艇编队系统闭环控制的稳定性和鲁棒性。本发明为了实现无人艇编队的协同控制问题。
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公开(公告)号：CN113835340B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202111050201.9
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提出了一种考虑输入量化和非线性死区的水下机器人无模型控制方法，所述方法包括构建水下机器人数学模型及无模型处理，简化考虑死区量化控制表达式，设计控制器和稳定性分析证明；本发明为了加强水下无人航行器的鲁棒性能和忽略高度耦合动力学的影响，结合滑模控制的无模型控制能极大程度上减轻了对于很难获得的模型参数的依赖；考虑到减少执行机构和控制模块的数据传输的频率，磁滞量化器将产生分段量化控制信号，来保证其的有限精度以及有效地避免了抖振问题；自适应参数估计方法用来补偿死区非线性估计的误差，能够减少计算的复杂性和计算的次数，使得控制精度和效果大大提升。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114859705A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210170640.1
申请日：2022-02-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种可预先设置控制性能且无需辅助系统介入的水面无人艇控制方法，包括：(1)建立无人艇运动学动力学模型；(2)对跟踪误差进行预设性能控制并确定控制目标；(3)设计无模型抗饱和控制器；(4)验证无人艇控制系统的稳定性和鲁棒性。本发明提出一种无模型控制架构，摆脱了模型需求因此可以有效抵抗不确定性干扰而无需引入辅助系统，降低了系统的复杂程度和设计难度。通过在架构中引入基于死区算子的饱和函数对控制输出进行滤波，使控制器具有抗饱和特性且不影响控制效果。通过在架构中引入适当的预设性能函数对跟踪误差进行约束，即可在试验开始前预先设置瞬态和稳态控制性能进而实现跟踪控制。
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公开(公告)号：CN110716566B
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN201910978058.6
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人水面艇运动控制技术领域，具体涉及一种欠驱动无人艇的有限时间轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：获取无人艇运动状态信息及参考轨迹xd,yd；建立无人艇数学模型；建立无人艇的轨迹跟踪误差动力学方程；设计虚拟速度指令；设计有限时间控制器。本发明利用双曲正切函数提出了一种非奇异有限时间滑模面，并在此基础上设计了有限时间轨迹跟踪控制器。该控制器在外界干扰的影响下，依然能够在有限时间内完成对参考轨迹的跟踪。
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公开(公告)号：CN114035567A
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202111050149.7
申请日：2021-09-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种水面无人艇航控系统，属于无人艇航控技术领域，解决仅涉及单项技术的控制系统的无人艇在执行任务时存在局限性问题。本发明的一种水面无人艇航控系统包括：路径跟踪模块、虚拟引导模块、动力定位模块和底层控制器；路径跟踪模块用于根据接收到的任务路径，生成航行规划路径信息发送给底层控制器；虚拟引导模块根据任务移动引导点，生成航行规划移动引导信息发送给底层控制器；动力定位模块根据任务固定定位点，生成航行规划动力定位信息发送给底层控制器；底层控制器用于根据路径跟踪模块、虚拟引导模块和动力定位模块，结合当前位姿信息获取期望舵角和期望油门，对无人艇进行控制。本发明适用于欠驱动无人艇的自主控制系统。
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公开(公告)号：CN111984006B
公开(公告)日：2021-07-06
申请号：CN202010725524.2
申请日：2020-07-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇自动避碰技术领域，具体涉及融合海流及尺度差异影响的无人艇多目标会遇避碰方法。本发明利用船舶自动识别系统的信息交互，通过数据解算，模拟雷达自动标绘功能，解决了无人艇雷达相关功能因外界因素发生信息偏差甚至缺失不能计算避碰参数的问题，并考虑了海流对无人艇和目标船的位置偏移，提出更适合无人艇使用的避碰参数，提高了无人艇在大海中航行的安全性。本发明数据来源稳健且具有实时动态性，为避碰决策提供数据信息支持。
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公开(公告)号：CN112034858A
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN202010958562.2
申请日：2020-09-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于舰船自动控制技术领域，具体涉及一种融合弱观测高阶输出数据的无模型自适应艏向控制方法。本发明在输入准则函数中引入弱观测条件下舰船高阶输出数据，将舰船艏向一阶差分和二阶差分信息作为控制器的负反馈输入，重新设计艏向控制律，加快了MFAC控制器在线辨识、学习和控制过程，解决了无模型自适应控制算法直接应用于舰船艏向这类非自衡系统出现震荡发散现象，提高系统的动态响应性能和控制精度。本发明对传感器的要求不高，弱观测类型的姿态传感器即可满足需求，易于工程实施且控制成本低。
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