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公开(公告)号：CN116166035A
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202211542404.4
申请日：2022-12-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种考虑双层动态间歇通讯的UUV分组集群协调控制方法，采集每个UUV的位置姿态信息和速度信息；UUV集群结构的各子编队采用领航‑跟随类型，将期望轨迹信息传给各子编队领航者UUV，各子编队领航者向其跟随者发送状态信息，建立正常通信时间段内的动态交互位置通信拓扑和速度通信拓扑；建立系统状态误差方程；对海流扰动进行数据推算和补偿，通过构造Lyapunov函数进行系统稳定性分析；利用编队跟踪控制器计算出各子编队跟随者UUV的状态信息，将接收到的各UUV状态信息输入控制算法中，计算UUV各个自由度的推力，并分配到UUV各个执行机构。本发明可有效实现考虑双层动态间歇通讯的UUV分组集群协调控制，并且分组跟踪预先设定的多条机动路径。
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公开(公告)号：CN108444476A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810109921.X
申请日：2018-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航方法，包括：主水下无人航行器与从水下无人航行器进行精确的时间同步；主水下无人航行器确定其在极区的精确导航信息；从水下无人航行器确定其在极区的粗略导航信息；主水下无人航行器利用超短基线系统，测定主从水下无人航行器之间的方位与距离信息；主水下无人航行器向从水下无人航行器发送信息；得到从水下无人航行器精确的导航信息；判断当前滤波次数是否大于等于总滤波次数：不满足时，则跳转至步骤三重；满足时，则结束。本发明可有效实现考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航，相比于不考虑水声通信延迟的所水下无人航行器极区协同导航方法有更好的精度。
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公开(公告)号：CN108829126A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810510954.5
申请日：2018-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种考虑通讯延时的AUV集群协调控制方法。(1)建立非线性AUV运动学和动力学方程并转化为二阶仿射系统形式；(2)将AUV的连续模型转换为离散模型；(3)获得每个AUV的位置姿态信息和速度信息；(4)AUV集群结构采用领导者-跟随者类型；(5)利用基于离散时间下的数学模型设计的协调控制协议求得协调后AUV集群中各AUV的姿态和速度；(6)每个AUV都执行步骤(5)后得到相同的位置姿态和速度；(7)将得到位置姿态和速度带入每个AUV的控制器中，计算出每个力和驱动力矩的大小，并输入到执行机构中。本发明能够有效保证在存在通讯延时的AUV集群中航行器的航行轨迹均收敛于期望轨迹。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108663939A
公开(公告)日：2018-10-16
申请号：CN201810601102.7
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种考虑通讯丢包的UUV集群水平面路径跟踪控制方法。利用反馈线性化将UUV的三自由度非线性模型简化为二阶仿射系统；利用直接离散化的方法将UUV连续动态方程转换为离散形式；设计考虑通讯丢包的UUV集群水平面路径跟踪控制器；利用所述控制器求得UUV集群中每个UUV的位置和速度；将信息传输到通讯拓扑图中规定的UUV中，把得到位置和速度带入每个UUV的动态方程中，计算出每个执行机构的驱动力和驱动力矩的数值；将控制量输入到航行器执行机构所对应的驱动装置，实现多UUV集群保持队形并跟踪期望路径。本发明能够有效保证在通讯存在丢包的情况下多UUV集群依然保持队形并完成水平面路径跟踪任务。
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公开(公告)号：CN116185048A
公开(公告)日：2023-05-30
申请号：CN202310106735.1
申请日：2023-02-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种具有非凸控制输入约束的多AUV系统编队协调控制方法，将无领航者的多AUV系统编队的协调控制转化为编队一致性问题，定义无领航者的多AUV系统编队的一致性状态。针对水声通信带宽受限的情况，本发明选取由位置和速度信息为主的双层通信通道。考虑通讯时延的存在和非凸控制输入约束，通过引入约束算子，设计具有通讯时延的离散时间无领航者编队的一致性约束控制器算法。利用图论、随机矩阵和SIA矩阵的性质，以及选择合适的控制器参数，多AUV系统编队可以达到定义的一致性状态，并维持编队队形的稳定性。
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公开(公告)号：CN116107216A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310212821.0
申请日：2023-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑执行器故障的UUV自适应容错集群协调控制方法，通过利用编队中各UUV局部状态信息估计容错控制器参数，设计自适应容错跟踪控制器，保证跟随者UUV的运动状态渐进跟踪领导者状态，从而实现稳定的编队跟踪控制。本发明可有效实现执行器故障条件下的UUV集群协调控制，并且做到跟随者航行器能够跟踪预先设定的机动路径。本发明可以有效解决UUV在执行器故障下的集群控制问题。可以保证集群中各UUV在执行器故障干扰的情况下，启动自适应容错机制，最终跟随者航迹均收敛于编队领航者的期望轨迹，实现多UUV编队队形保持。
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公开(公告)号：CN108444476B
公开(公告)日：2021-04-23
申请号：CN201810109921.X
申请日：2018-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航方法，包括：主水下无人航行器与从水下无人航行器进行精确的时间同步；主水下无人航行器确定其在极区的精确导航信息；从水下无人航行器确定其在极区的粗略导航信息；主水下无人航行器利用超短基线系统，测定主从水下无人航行器之间的方位与距离信息；主水下无人航行器向从水下无人航行器发送信息；得到从水下无人航行器精确的导航信息；判断当前滤波次数是否大于等于总滤波次数：不满足时，则跳转至步骤三重；满足时，则结束。本发明可有效实现考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航，相比于不考虑水声通信延迟的所水下无人航行器极区协同导航方法有更好的精度。
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公开(公告)号：CN108663938A
公开(公告)日：2018-10-16
申请号：CN201810510991.6
申请日：2018-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种考虑通讯拓扑变换的UUV集群协调控制方法，首先利用反馈线性化方法建立非线性UUV运动学和动力学方程并转化为二阶仿射系统形式；其次用直接离散化法将UUV的连续模型转换为离散模型。由于领航者装备更精准的传感器，集群结构采用领导者-跟随者类型，领航者均向跟随者发送状态信息，而跟随者之间的通讯拓扑图为动态变换图。基于离散时间下的数学模型设计的协调控制协议可以保证UUV集群中各航行器的姿态和速度一致；每个航行器的位置姿态信息和速度信息由测速仪和陀螺仪获得。本发明在考虑通讯拓扑变换条件的UUV集群协调控制方法计算出的驱动控制力与力矩可以实现UUV集群中各航行器的航行轨迹均收敛于期望轨迹。
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