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公开(公告)号：CN112462773B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202011352098.9
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种欠驱动水面船的路径跟踪抗饱和鲁棒控制方法。本发明设计了误差受限侧滑补偿ECS‑LOS导引律，采用侧滑估计器补偿时变侧滑角。本发明通过反步法设计了路径跟踪鲁棒控制器，并且采用干扰观测器对系统中的未知合成干扰进行观测，为避免执行器发生饱和现象，将饱和补偿器引入到所设计的鲁棒控制器中。本发明能够满足欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑、跟踪误差受限以及执行器输入饱和的情况下，不违反误差受限要求以及执行器不超过饱和范围的前提下以期望速度跟踪上期望路径，并且跟踪误差均能收敛于零附近，跟踪精度更高。
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公开(公告)号：CN112327883B
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202011359004.0
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于扩张状态观测器的欠驱动水面船路径跟踪控制方法。本发明设计了三阶扩张状态观测器，可同时观测出欠驱动水面船的速度以及由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的未知合成干扰。本发明设计了基于速度观测值的LOS导引律和路径跟踪抗饱和输出反馈控制器，实现了欠驱动水面船在执行器输入饱和以及速度测量值未知条件下的路径跟踪鲁棒控制。本发明实现了欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、速度测量值未知以及执行器输入饱和的情况下，能够以期望速度跟踪期望路径，并且跟踪误差最终均能收敛于零附近。
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公开(公告)号：CN112462773A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011352098.9
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种欠驱动水面船的路径跟踪抗饱和鲁棒控制方法。本发明设计了误差受限侧滑补偿ECS‑LOS导引律，采用侧滑估计器补偿时变侧滑角。本发明通过反步法设计了路径跟踪鲁棒控制器，并且采用干扰观测器对系统中的未知合成干扰进行观测，为避免执行器发生饱和现象，将饱和补偿器引入到所设计的鲁棒控制器中。本发明能够满足欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑、跟踪误差受限以及执行器输入饱和的情况下，不违反误差受限要求以及执行器不超过饱和范围的前提下以期望速度跟踪上期望路径，并且跟踪误差均能收敛于零附近，跟踪精度更高。
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公开(公告)号：CN112327635A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011359040.7
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的镇定控制技术领域，具体涉及一种基于鲁棒镇定控制器欠驱动水面船的控制方法。本发明包括获取欠驱动水面船的位置信息和姿态信息；引入全局微分同胚变换，对欠驱动船舶的控制回路进行解耦；基于鲁棒镇定控制器对欠驱动水面船的纵向推进力和转艏力矩进行控制；根据鲁棒镇定控制器的输出通过推力分配的方式改变推进器和舵机作用在欠驱动水面船的位置和转向，使欠驱动水面船镇定在期望位置。本发明利用基于鲁棒镇定控制器保证在船舶动态具有不确定性的情况下，闭环系统具有稳定性和良好的运行性能，保持一定的鲁棒性。基于鲁棒镇定控制器形式简单，不用测量速度，易于工程实现。
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公开(公告)号：CN112560951A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011484569.1
申请日：2020-12-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06K9/62
Abstract: 本发明属于非线性系统的动力定位船数据融合技术领域，具体涉及一种乘性噪声下动力定位船多传感器融合方法。本发明首先获取动力定位船的乘性状态噪声和各传感器子系统的乘性测量噪声；计算各传感器子系统对动力定位船的状态矢量估计值；最后由最小二乘法融合各传感器子系统对动力定位船的状态矢量估计值，得到最后融合结果。本发明实现了多传感器系统对于乘性噪声下的动力定位船的非线性状态估计及融合。本发明不需要计算各传感器系统之间的互协方差矩阵，因而具有灵活性高、计算量小等特点，同时保证了模型泛化能力，避免了出现高维数据计算难度大的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112346465A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011359029.0
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱无人船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于IALOS导引律的欠驱无人船自适应模糊控制方法。本发明是一种提高欠驱无人船的路径跟踪精度方法，本发明基于IALOS导引律设计了自适应模糊航向跟踪控制器和自适应模糊速度跟踪控制器，IALOS导引律用于获得期望的艏向角和路径参数更新律，改进的自适应律用于估计时变的侧滑角，模糊系统和自适应技术用于逼近由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的总的不确定项，解决了欠驱无人船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑以及时变海流条件下的路径跟踪控制问题。
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公开(公告)号：CN112346464A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011358980.4
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的镇定控制技术领域，具体涉及一种结合反步法和自适应模糊方法的欠驱动水面船控制方法。本发明利用全局微分同胚变换将欠驱动船舶系统的稳定性问题转换为两个子系统的稳定性问题，将反步法与自适应模糊方法结合设计基于自适应模糊镇定控制器。自适应模糊实现对未知项的逼近，自适应律可以根据被控对象的动态特性进行学习，因此可以实现对控制器参数的更新，具有更好的控制效果。本发明设计基于自适应模糊镇定控制器可以在干扰和模型不确定的情况下实现欠驱动水面船的位置镇定和姿态镇定,且可以在保证控制系统中所有的闭环信号一致有界的前提下使欠驱动水面船稳定在期望点，其暂态特性更好、抗干扰能力强，更符合实际需求。
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公开(公告)号：CN112327883A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011359004.0
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于扩张状态观测器的欠驱动水面船路径跟踪控制方法。本发明设计了三阶扩张状态观测器，可同时观测出欠驱动水面船的速度以及由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的未知合成干扰。本发明设计了基于速度观测值的LOS导引律和路径跟踪抗饱和输出反馈控制器，实现了欠驱动水面船在执行器输入饱和以及速度测量值未知条件下的路径跟踪鲁棒控制。本发明实现了欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、速度测量值未知以及执行器输入饱和的情况下，能够以期望速度跟踪期望路径，并且跟踪误差最终均能收敛于零附近。
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公开(公告)号：CN112591038A
公开(公告)日：2021-04-02
申请号：CN202011484573.8
申请日：2020-12-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63B79/20
Abstract: 本发明属于非线性系统的动力定位船状态估计技术领域，具体涉及一种模型参数不确定下动力定位船非线性状态估计方法。本发明根据初始条件下动力定位船的北向位置、东向位置和艏向角，将动力定位船的三自由度离散时间状态空间模型转化为模型参数不确定的非线性系统模型，进而计算动力定位船的状态矢量估计值。本发明克服了非线性系统必须连续可微的条件，且不需要计算系统的Jacobi矩阵，既保持了鲁棒性，又由于容积规则的引入使得状态预测和协方差预测的精度得到了进一步提高。
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公开(公告)号：CN112560681A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011484542.2
申请日：2020-12-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06K9/00 , G06F30/20 , G06F111/10 , G06F119/10
Abstract: 本发明属于非线性系统的动力定位船状态估计技术领域，具体涉及一种乘性噪声下动力定位船非线性状态估计方法。本发明根据动力定位船的乘性状态噪声和传感器系统的乘性测量噪声，计算传感器系统的预测误差互协方差和对动力定位船的状态增益，最后得到传感器系统在对动力定位船的状态矢量估计值。本发明针对具有乘性噪声干扰的动力定位船单传感器系统，考虑了系统加性互相关噪声的影响，通过计算系统在乘性噪声和相关加性噪声下最优平滑边界层，进而完成在乘性噪声下对动力定位船非线性状态的估计。本发明使对动力定位船非线性状态的估计结果得到改善，提高了估计精度。
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