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公开(公告)号：CN119535970A
公开(公告)日：2025-02-28
申请号：CN202411593617.9
申请日：2024-11-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明是一种考虑复杂扰动和电机动态特性的USV旋柱减摇控制系统，属于海洋移动观测平台运动控制系统领域，旨在提高USV航行的稳定性与控制效率。具体步骤如下：首先建立旋柱稳定器升力模型、USV非线性横摇模型及伺服电机动态模型。然后设计基于消除微分项扰动观测器的Backstepping控制器，实时估计并补偿外部和模型不确定性造成的扰动，然后实时调整期望的控制输入，确保输出的横摇角跟踪期望横摇角。设计基于伺服电机状态反馈的MPC控制器，通过将电机的状态量反馈到控制器中进行预测和调整，有效解决了伺服电机在复杂海况中存在的响应滞后和输出过载问题，还实现了将横摇角误差的最小化和能量消耗的有效控制，达到了多目标优化的目的。
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公开(公告)号：CN117519136B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202311372132.2
申请日：2023-10-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种考虑大曲率转弯的无人艇路径跟踪方法，包括：首先，建立无人艇的运动学与动力学数学模型；在此基础上，设计LOS导引算法，引入自适应观测器，实时观测并补偿漂角，引入内偏角与前视基准角，设计模糊算法以优化内偏角；然后，设计时变前视距离的LOS导引法；最后，设计PID‑GA控制器，利用遗传算法动态优化PID参数以适应环境变化，为加快遗传算法的运算速度，限定其优化的参数个数与参数取值范围。本发明针对大曲率转弯的无人艇路径跟踪问题，考虑到漂角未知且不是很小，使用带内偏角、时变前视距离的PID‑GA路径跟踪方法，避免了在期望路径外侧产生较大的稳态误差，降低了调节时间并减小了稳态误差。
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公开(公告)号：CN117105096B
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311242696.4
申请日：2023-09-25
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提供一种适用于变绳长双摆型船用起重机的滑模控制方法，旨在解决传统线性控制方法导致非线性船用起重机系统减摆效果不佳、响应速度慢的问题。首先，在缆绳长度可以改变和吊钩质量不可忽略的情况下，建立具有双摆特性船用起重机的动力学模型，然后，采用干扰观测器对未知波浪有界干扰进行估计补偿，最后，针对系统可驱动状态向量构造包含吊钩摆角导数和负载摆角导数的滑模面，以确保系统的状态输出及早得到修正，分别设计基于台车位置与缆绳长度的控制律，以实现变绳长双摆型船用起重机的镇定控制。本发明提高了船用起重机非线性模型的准确性，使系统状态在有限时间内快速收
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公开(公告)号：CN117105096A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311242696.4
申请日：2023-09-25
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提供一种适用于变绳长双摆型船用起重机的滑模控制方法，旨在解决传统线性控制方法导致非线性船用起重机系统减摆效果不佳、响应速度慢的问题。首先，在缆绳长度可以改变和吊钩质量不可忽略的情况下，建立具有双摆特性船用起重机的动力学模型，然后，采用干扰观测器对未知波浪有界干扰进行估计补偿，最后，针对系统可驱动状态向量构造包含吊钩摆角导数和负载摆角导数的滑模面，以确保系统的状态输出及早得到修正，分别设计基于台车位置与缆绳长度的控制律，以实现变绳长双摆型船用起重机的镇定控制。本发明提高了船用起重机非线性模型的准确性，使系统状态在有限时间内快速收敛到平衡状态，并且能够有效地抑制负载和吊钩的摆动角度。
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公开(公告)号：CN119105488A
公开(公告)日：2024-12-10
申请号：CN202411203070.7
申请日：2024-08-29
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对多无人车在室内环境协同建图时，因为存在动态障碍物导致激光建图融合精度下降的问题，本发明公开了一种基于自适应粒子群算法的多无人车协同建图方法。所述方法包括：首先采用联合兼容分支定界算法，通过自适应局部特征点匹配区域进行特征匹配，并计算特征匹配假设的联合马氏距离优化匹配过程；其次，通过判断两帧之间的变化，去除动态障碍物并更新局部地图；然后，采用粒子群算法优化地图融合问题，寻找地图之间重叠度最高的转换矩阵；最后，为防止粒子群算法陷入局部最优，结合模拟退火算法实现地图融合，提高地图融合精度。本发明使用融合模拟退火算法的自适应粒子群算法将地图融合问题转化为求解最优解的问题，提高地图融合精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118760173A
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202410902565.2
申请日：2024-07-07
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明旨在针对传统粒子群算法在路径规划问题中存在的路径质量不高和固定参数粒子群运行时间慢的问题，公开了一种自适应参数调整的无人潜航器(Unmanned underwater vehicle,UUV)粒子群三维路径规划方法，具体包括：首先，建立了包含山体障碍的三维地图模型；接着，初始化了粒子群参数，通过加权法计算适应度值；随后，通过遍历种群寻找初始极值，记录历史最优解，并计算自适应惯性权重和学习因子，实现了粒子速度和位置的更新；此外，通过自适应温度更新种群，进行自适应变异和自适应步长局部搜索，进一步优化了UUV的航行路径，最后得到最终解。该方法有效地提高了UUV路径规划的质量和效率，同时减少了运行时间，为UUV路径规划问题提供了一种有效的解决方案。
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公开(公告)号：CN118034161A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410304593.4
申请日：2024-03-18
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明是一种适用于海洋移动观测平台的旋柱协同稳定控制系统，属于海洋移动观测平台运动控制系统领域，旨在提高海洋移动观测平台运行的稳定性。具体步骤如下：建立旋柱升力模型和海洋移动观测平台非线性横摇模型，为旋柱协同稳定控制提供理论基础；设计基于RBF神经网络的滑模力矩控制器，接收总减摇力矩，预测横摇模型并生成控制律，确保输出跟踪期望；基于序列二次规划法建立协同分配控制器，实时获取旋柱状态并分配权重，优化分配减摇力矩，实现最优控制；采用电机随动系统快速响应期望转速，调整旋柱工作状态。本发明不但稳定效果好，而且兼顾各执行器的驱动功耗和动态性能，更有利于海洋移动观测平台的稳定作业和长途航行。
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公开(公告)号：CN117585118A
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311552144.3
申请日：2023-11-20
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: B63B71/10
Abstract: 本发明是一种考虑变径比的船用马格纳斯减摇装置优化平台。该平台首先通过参数输入模块，用于获取后续模块所需的参数信息进行一定的处理后，输送到相应工作模式中，最后输出至升力计算模块和平台仿真模块；其次通过升力计算模块引入变截面半径变化表达式，对变径圆柱减摇装置进行水动力分析得到其理论上升力变化规律；然后通过平台仿真模块接收上述模块输入的信息并对不同变径比的减摇装置进行仿真得出其水动力特性；最后通过决策分析模块，对仿真结果进行对比和分析并给出升力修正参数以及验证临界点选取的合理性。本发明扩展了减摇装置水动力性能的分析范畴，降低了计算误差，丰富了模型的构建，实现了对减摇装置在不同工况下的优化分析。
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公开(公告)号：CN117519136A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311372132.2
申请日：2023-10-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种考虑大曲率转弯的无人艇路径跟踪方法，包括：首先，建立无人艇的运动学与动力学数学模型；在此基础上，设计LOS导引算法，引入自适应观测器，实时观测并补偿漂角，引入内偏角与前视基准角，设计模糊算法以优化内偏角；然后，设计时变前视距离的LOS导引法；最后，设计PID‑GA控制器，利用遗传算法动态优化PID参数以适应环境变化，为加快遗传算法的运算速度，限定其优化的参数个数与参数取值范围。本发明针对大曲率转弯的无人艇路径跟踪问题，考虑到漂角未知且不是很小，使用带内偏角、时变前视距离的PID‑GA路径跟踪方法，避免了在期望路径外侧产生较大的稳态误差，降低了调节时间并减小了稳态误差。
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公开(公告)号：CN119047546A
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202411059422.6
申请日：2024-08-03
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提出了一种限定方向编码的遗传算法连续搜索路径规划方法，旨在解决目标搜索路径规划领域现有方法存在的搜索成功率不高、路径不连续、路径长度较长、路径点间转移时间消耗大等问题。该方法主要包括以下步骤：改进基因编码方式，以路径点间的变换方向而非直接以路径点为基因，设计边缘返回机制；限定路径点间的变换方向为指定栅格概率方向，避免路径点延伸的随机性过大；使用遗传算法进行迭代优化；实现相邻栅格的连续路径规划，减少路径点间横跨栅格的数量。仿真结果表明，本发明方法提高了搜索成功率、缩短了路径长度、减少了总体搜索时间，并提高了搜索资源的利用率，为救生艇筏器具制造等领域的搜索路径规划提供了一种新的解决方案。
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