公开(公告)号：CN118092188B

公开(公告)日：2024-07-02

申请号：CN202410459126.9

申请日：2024-04-17

Applicant: 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地 ,  哈尔滨工程大学

Inventor： 王元慧 ,  夏桂华 ,  张昊伦

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种气垫船进坞辅助控制方法及系统，涉及船舶运动控制技术领域，所述方法包括：根据全垫升气垫船的执行机构的装置布局，得到全垫升气垫船的运动数学模型再结合执行机构的当前状态的运动参数，得到全垫升气垫船的执行机构的操作策略；根据当前速度，确定全垫升气垫船分别在中高速航行状态和低速航行状态下执行机构的操作策略对应的权重系数；通过预设的强化学习网络对操作策略的权重系数进行迭代，得到全垫升气垫船在任务工况下的最优动作序列；并根据最优动作序列，引导全垫升气垫船进坞。本发明通过强化学习得到最优动作序列以辅助全垫升气垫船的进坞操作，提高全垫升气垫船航行的稳定性以及控制精度。

公开(公告)号：CN118092188A

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202410459126.9

申请日：2024-04-17

Applicant: 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地 ,  哈尔滨工程大学

Inventor： 王元慧 ,  夏桂华 ,  张昊伦

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种气垫船进坞辅助控制方法及系统，涉及船舶运动控制技术领域，所述方法包括：根据全垫升气垫船的执行机构的装置布局，得到全垫升气垫船的运动数学模型再结合执行机构的当前状态的运动参数，得到全垫升气垫船的执行机构的操作策略；根据当前速度，确定全垫升气垫船分别在中高速航行状态和低速航行状态下执行机构的操作策略对应的权重系数；通过预设的强化学习网络对操作策略的权重系数进行迭代，得到全垫升气垫船在任务工况下的最优动作序列；并根据最优动作序列，引导全垫升气垫船进坞。本发明通过强化学习得到最优动作序列以辅助全垫升气垫船的进坞操作，提高全垫升气垫船航行的稳定性以及控制精度。

公开(公告)号：CN118092187B

公开(公告)日：2024-07-16

申请号：CN202410458368.6

申请日：2024-04-17

Applicant: 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地 ,  哈尔滨工程大学

Inventor： 夏桂华 ,  王元慧 ,  张驰 ,  王成龙 ,  张潇月 ,  吴鹏 ,  张昊伦 ,  鄂继洋

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种气垫船运动操纵控制系统与舵桨协调分配方法，涉及船舶运动控制技术领域，该系统包括运动学模型、固定时间干扰观测器、纵向速度滑模控制器、航向滑模控制器、有限时间纵向速度控制器、有限时间航向控制器以及舵桨协调分配模块；运动学模型用于监测气垫船的运动状态；固定时间干扰观测器用于生成补偿数据；纵向速度滑模控制器用于生成第一纵向控制力；航向滑模控制器采用双幂次趋近律生成第一转艏控制力矩；有限时间纵向速度控制器采用Gaussian误差函数，生成第二纵向控制力；有限时间航向控制器用于生成第二转艏控制力矩；舵桨协调分配模块采用蝗虫优化算法，生成操控面控制指令。该系统可以提高气垫船的操控性和安全性。

公开(公告)号：CN118092187A

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202410458368.6

申请日：2024-04-17

Applicant: 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地 ,  哈尔滨工程大学

Inventor： 夏桂华 ,  王元慧 ,  张驰 ,  王成龙 ,  张潇月 ,  吴鹏 ,  张昊伦 ,  鄂继洋

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种气垫船运动操纵控制系统与舵桨协调分配方法，涉及船舶运动控制技术领域，该系统包括运动学模型、固定时间干扰观测器、纵向速度滑模控制器、航向滑模控制器、有限时间纵向速度控制器、有限时间航向控制器以及舵桨协调分配模块；运动学模型用于监测气垫船的运动状态；固定时间干扰观测器用于生成补偿数据；纵向速度滑模控制器用于生成第一纵向控制力；航向滑模控制器采用双幂次趋近律生成第一转艏控制力矩；有限时间纵向速度控制器采用Gaussian误差函数，生成第二纵向控制力；有限时间航向控制器用于生成第二转艏控制力矩；舵桨协调分配模块采用蝗虫优化算法，生成操控面控制指令。该系统可以提高气垫船的操控性和安全性。

公开(公告)号：CN115859652A

公开(公告)日：2023-03-28

申请号：CN202211608844.5

申请日：2022-12-14

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 王元慧 ,  周华 ,  张驰 ,  刘冲 ,  张潇月 ,  张昊伦 ,  程基涛 ,  鄂继洋

IPC: G06F30/20 ,  G06F30/15 ,  G06F17/11 ,  G06F111/04 ,  G06F111/06

Abstract: 本发明属于船舶推力分配技术领域，具体涉及一种基于改进金鹰优化算法的全垫升气垫船矢量推力层级分配方法。本发明通过合理规划各推进器优先分配顺序，使用层级分配策略、多优化目标的方法，在较大程度上解决了全垫升气垫船各推进器推力分布不均匀的问题，充分考虑了各推进器的执行效率问题，提高了推进器的执行效率和使用寿命，降低气垫船整体燃料消耗；本发明提出的改进多目标金鹰优化算法，能够在有限步内对层级分配策略损失函数求得Pareto最优解，对多目标函数进行等级区分，提高了多目标金鹰优化算法的计算效率。

公开(公告)号：CN119987214A

公开(公告)日：2025-05-13

申请号：CN202510459616.3

申请日：2025-04-14

Applicant: 上海中船船舶设计技术国家工程研究中心有限公司 ,  哈尔滨工程大学

Inventor： 王元慧 ,  张昊伦 ,  霍逸群 ,  王成龙 ,  王传锐 ,  王星晨

IPC: G05B13/04

Abstract: 本申请提供一种基于复合误差变换预设性能函数的气垫船多约束控制方法，涉及气垫船运动控制技术领域，该方法通过建立全垫升气垫船的运动数学模型，设计观测器对系统不确定性进行实时估计和补偿，并引入非线性映射函数和生物激励模型处理非对称时变约束；基于复合误差变换预设性能函数，设计了位置控制率和速度控制率，有效避免了高速航行中的侧滑甩尾问题，提高了轨迹跟踪精度和系统稳定性；此外，通过扰动观测器和复合误差变换技术，消除了初始条件依赖性，增强了系统的鲁棒性。本发明能够在复杂环境下显著提高气垫船的轨迹跟踪精度、稳定性和安全性，适用于水面、陆地、沼泽等多种复杂环境，具有广泛的应用前景。