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公开(公告)号：CN114839994B
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202210543801.7
申请日：2022-05-18
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明针对人工势场法(artificial potential field approach,APFA)在无人船路径规划应用存在建模理想化导致路径效率低、易陷入局部极小值的问题，公开了一种基于改进人工势场法的无人船航速自适应路径规划方法，具体包括：将障碍物规则化处理，以障碍物的最长距离为直径，等效为圆形障碍物，设置安全距离，弥补传统APFA建模理想化导致无法准确判断与障碍物距离的不足；设计适用于不同航速的无人船转角公式，构建其转角判定条件，根据两次切线判定准则，避免无人船路径规划陷入局部最优。仿真结果表明，本发明提出的改进APFA方法解决了无人船在不同航速下易陷入局部极小值的问题，所规划路径更优、时间更快、效率更高。
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公开(公告)号：CN115167465A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210957889.7
申请日：2022-08-10
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明针对人工势场法(artificial potential field approach,APFA)在无人潜器三维路径规划应用存在局部震荡、易陷入局部极小值的问题，公开了基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法，具体包括：在三维地图下将障碍物进行栅格化处理，采用斥力点附着在栅格体表面的方法，弥补传统APFA建模理想化导致规划路径变长的缺点；改变栅格体表面的斥力函数，使栅格体表面势场平行栅格体表面形成环绕势场，解决无人潜器路径规划局部震荡的问题；通过引入虚拟目标点，避免无人潜器陷入局部最优；最后对路径点进行插值平滑处理，使得路径光滑。仿真结果表明，本发明提出改进APFA方法有效克服了无人潜器在三维路径规划下局部震荡及易陷入局部极小值的不足，规划路径平滑，时间效率高。
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公开(公告)号：CN114527647A
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202111577126.1
申请日：2021-12-14
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种基于自适应滑模变结构的船用起重机减摆控制方法，旨在解决船用起重机系统参数发生变化引发的控制器频繁整定控制参数的问题，具体包括：根据船用起重机系统的运动规律，对其动力学建模，采用非线性扩张观测器(NLESO)补偿系统未建模扰动，引入误差函数，获取滑模面的等效控制律，将负载质量等价为估计参数，设计对负载质量有先验认知的自适应律，分析及证明所述方法的渐进稳定性。本发明提升了船用起重机模型的准确性，有效减少了负载摆角，提高了响应速度，同时使系统具有较强的鲁棒性。
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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
申请人： 哈尔滨理工大学
摘要： 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：CN115195942B
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202210957887.8
申请日：2022-08-10
申请人： 哈尔滨理工大学
摘要： 针对无人艇收放效率低且收放过程中无人艇易受海浪影响产生摆动的问题，设计一种具有减摇功能的无人艇收放装置。本发明装置由顶部一级滑道、顶部二级滑道、液压伸缩杆、减横摇系统、减纵摇系统、液位传感器、夹持系统、伺服电机、PLC控制器等部分组成。收放过程中通过夹持系统固定无人艇，顶部一级滑道、二级滑道、液压伸缩杆依次伸长收缩，完成收放过程。当母船受海浪影响产生横摇纵摇时，母船与装置整体产生相同方向相同角度倾斜，减横摇系统和减纵摇系统中的滚轴可在滚轴托架内转动，保持无人艇收放过程中在竖直方向上位姿稳定。本发明能有效减少无人艇收放过程中母船的横摇纵摇对无人艇的影响，收放效率高，稳定性好。
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公开(公告)号：CN113868858B
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202111132904.6
申请日：2021-09-27
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G06F30/20
摘要： 本发明公开了一种考虑绳长时变的船用起重机动力学建模方法，其中包括：获取船用起重机中吊装负载与小车的位置关系，建立其速度关系，计算系统总动能与势能进而得到拉格朗日函数，将小车的运动位移、吊绳的长度及负载的摆动角度作为广义向量，利用拉格朗日方程构建此系统的动力学模型，并推导出不做线性化处理的泛化形式。本发明所建立的模型适配性强，准确性高，具有良好的普适性，有效弥补了传统模型因线性化处理所导致的模型过于理想化的缺点。
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公开(公告)号：CN114442640A
公开(公告)日：2022-05-06
申请号：CN202210189745.1
申请日：2022-02-28
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明涉及一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面航行会受到环境干扰和洋流变化的影响，在对水面无人艇进行三自由度建模时加入洋流变化和环境扰动，同时搭建干扰观测器对干扰进行观测和洋流自适应估计律对洋流进行估计，为了达到能量消耗小的目的，搭建状态误差端口受控哈密顿控制器，进而将干扰值和洋流估计值结合状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律，实现水面无人艇精准轨迹跟踪。
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公开(公告)号：CN113868858A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111132904.6
申请日：2021-09-27
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G06F30/20
摘要： 本发明公开了一种考虑绳长时变的船用起重机动力学建模方法，其中包括：获取船用起重机中吊装负载与小车的位置关系，建立其速度关系，计算系统总动能与势能进而得到拉格朗日函数，将小车的运动位移、吊绳的长度及负载的摆动角度作为广义向量，利用拉格朗日方程构建此系统的动力学模型，并推导出不做线性化处理的泛化形式。本发明所建立的模型适配性强，准确性高，具有良好的普适性，有效弥补了传统模型因线性化处理所导致的模型过于理想化的缺点。
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公开(公告)号：CN114879481B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202210621008.4
申请日：2022-06-02
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G05B11/42
摘要： 针对具有复杂水动力参数和非线性特性的船舶动力定位系统，本发明公开了一种鲁棒H∞抗干扰控制方法，具体包括以下步骤：建立动力定位船舶的三自由度动力学模型和运动学模型；将建立的数学模型转化为鲁棒H∞控制问题；构建存储函数使其满足耗散不等式；通过给出含有不确定性的非线性系统具有鲁棒H∞性能的充分条件，得到闭环系统具有局部鲁棒干扰抑制性能的状态反馈控制率。本发明通过设计非线性状态反馈控制率克服了系统固有的非线性特性，解决了动力定位系统中水动力参数复杂且难以整定的技术问题，提出的鲁棒H∞控制方法在保证控制稳定性的同时，还能有效地降低模型的复杂度和控制过程中的计算量。
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公开(公告)号：CN114839994A
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202210543801.7
申请日：2022-05-18
申请人： 哈尔滨理工大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明针对人工势场法(artificial potential field approach,APFA)在无人船路径规划应用存在建模理想化导致路径效率低、易陷入局部极小值的问题，公开了一种基于改进人工势场法的无人船航速自适应路径规划方法，具体包括：将障碍物规则化处理，以障碍物的最长距离为直径，等效为圆形障碍物，设置安全距离，弥补传统APFA建模理想化导致无法准确判断与障碍物距离的不足；设计适用于不同航速的无人船转角公式，构建其转角判定条件，根据两次切线判定准则，避免无人船路径规划陷入局部最优。仿真结果表明，本发明提出的改进APFA方法解决了无人船在不同航速下易陷入局部极小值的问题，所规划路径更优、时间更快、效率更高。
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