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公开(公告)号：CN117830571B
公开(公告)日：2025-05-02
申请号：CN202311868668.3
申请日：2023-12-30
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明旨在解决传统粒子群方法在路径规划上对初始化条件敏感、参数调整困难、容易陷入局部最优解和收敛速度慢等问题，公开了一种多约束优化的UUV粒子群三维路径规划方法，具体包括：在传统粒子群算法的基础上，利用预先寻优对部分粒子进行初始化，并在起点和终点直线之间生成初始种群；寻优时引入模拟退火准则作为一种局部搜索机制，并在位置更新时根据模拟退火原理进行调整；当模拟退火无法更新个体时，通过一次变异操作增加了搜索空间；在粒子进行速度和位置更新时，对其上下界进行限制并修正，避免速度过大或过小导致粒子跑偏或停滞，同时避免粒子位置出现偏差而偏离地图；最后让部分个体进行局部搜索，以进一步提高收敛性能。
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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：CN119512173A
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202411657376.X
申请日：2024-11-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提出了一种带避障功能的无人潜航器预设时间轨迹跟踪控制系统，以提升障碍物环境下的轨迹跟踪精度。步骤包括：建立无人潜航器模型；设计预设时间函数；设计新型人工势场函数，以提高避障反应速度，减少跟踪误差；设计预设时间障碍性能函数作为在障碍物情况下进行轨迹跟踪的误差限制边界，该函数能够根据误差变化动态调整误差限制边界；设计预设时间扩展状态观测器，用于估计模型不确定性和外部干扰；采用带平滑切换函数的辅助系统处理输入饱和问题；最终推导出轨迹跟踪控制方案。仿真结果显示，100秒内无人潜航器在前进方向、横摆方向和航向角的绝对误差积分减少了56.37％、43.21％和7.20％；纵向、横荡和偏航角速度的估计绝对误差积分减少了25.44％、8.86％和35.24％。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119739163A
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202411860202.3
申请日：2024-12-17
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明提出了一种考虑路径交叉影响下的无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)编队重构方法，旨在解决编队中成员丢失导致的队形不稳定及重构耗能问题。包括以下步骤：对UUV进行位置、速度等初始化，结合二阶一致性算法，对跟随者UUV进行队形控制。通过引入路径交叉代价、角度差代价等因素，增强UUV编队在队形变化过程中的自适应性，减少了路径长度和重构时间。针对成员丢失或增加导致代价函数矩阵非方阵问题，通过增加目标点和添加虚拟UUV的方式，将代价函数变为方阵，利用矩阵行列变化得到效率矩阵，从而确定每个跟随者的目标位置。结果显示，本发明在提高编队稳定性、降低路径长度以及增强队形自适应性、编队安全等方面表现良好，降低了队形重构的时间。
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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：CN117830571A
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202311868668.3
申请日：2023-12-30
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明旨在解决传统粒子群方法在路径规划上对初始化条件敏感、参数调整困难、容易陷入局部最优解和收敛速度慢等问题，公开了一种多约束优化的UUV粒子群三维路径规划方法，具体包括：在传统粒子群算法的基础上，利用预先寻优对部分粒子进行初始化，并在起点和终点直线之间生成初始种群；寻优时引入模拟退火准则作为一种局部搜索机制，并在位置更新时根据模拟退火原理进行调整；当模拟退火无法更新个体时，通过一次变异操作增加了搜索空间；在粒子进行速度和位置更新时，对其上下界进行限制并修正，避免速度过大或过小导致粒子跑偏或停滞，同时避免粒子位置出现偏差而偏离地图；最后让部分个体进行局部搜索，以进一步提高收敛性能。
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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：CN214474623U
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202120625820.5
申请日：2021-03-25
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本实用新型提出一种基于线性CCD循迹的5G烟仓环境监测智能小车来代替传统方式对烟仓环境进行24小时监测的方法。此小车包括带有万向轮的小车车体，搭载有STM32F103主控制器，树莓派从控制器，线性CCD循迹模块，超声波避障模块，TFT显示模块，报警模块以及温湿度传感器模块，火焰检测模块，烟雾传感器，氧气浓度传感器，5G模块，UWB定位系统，经由相关程序和算法设计，能够在烟仓中循迹检测各处环境参数值，自身能够实现报警的同时，也能完成定位，并将数据传至电脑监控。通过在模拟环境下的仿真证明，该方案能够经济有效地完成对影响烟叶霉变的烟仓环境重要参数的监测。相较现有技术，该方法可靠性强，功能全面，普适性好，应用前景广泛。
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