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公开(公告)号：CN119310999A
公开(公告)日：2025-01-14
申请号：CN202411416726.3
申请日：2024-10-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/644 , G05D1/247 , G05D1/648 , G05D105/22
Abstract: 本发明实施例公开了一种具有性能博弈机制的船舶轨迹跟踪事件触发控制方法及系统，方法包括：S1、确定出船舶对应的位置误差和姿态误差；S2、设计第一性能指标和第一价值函数；S3、设计第一价值函数的负梯度估计值、最优虚拟控制律及在线学习律；S4、获得动力学参考信号及动力学控制误差；S5、定义第二性能指标和对应的第二价值函数；S6、设计第二价值函数对应的负梯度估计值、最优控制输入和最优触发误差；S7、判断是否满足触发规则；S8、改变船舶状态继续判断是否完成航行任务，未完成则重新确认船舶当前状态并返回S1。本发明解决了现有技术中“操作者难以得到最佳的触发效果和控制精度”与“船舶轨迹跟踪控制器在海洋环境干扰中鲁棒性较弱”的问题。
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公开(公告)号：CN119270848A
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202411381188.9
申请日：2024-09-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于输出重定义的自适应滑模船舶轨迹跟踪控制方法，S1：建立欠驱动船舶数学模型，并对其位置进行重新定义；S2：设计位置跟踪误差，并对其进行求导；S3：根据位置跟踪误差以及求导后的跟踪误差设计第一线性滑模面和第二线性滑模面；S4：基于所述第一线性滑模面和第二线性滑膜面并结合自适应技术设计船舶纵向控制力和艏摇控制力矩；S5：通过纵向控制力和艏摇控制力矩调整位置跟踪误差，使位置跟踪误差实现收敛，从而实现轨迹跟踪。本发明通过设计欠驱动船舶数学模型的船舶纵向控制力和艏摇控制力矩，以解决欠驱动问题；同时通过纵向控制力和艏摇控制力矩调整所述位置跟踪误差，能使得跟踪误差快速收敛，从而实现轨迹跟踪。
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公开(公告)号：CN118963131A
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202411032543.1
申请日：2024-07-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑输入延迟和饱和的自适应路径跟踪控制方法，通过建立制导虚拟小船的模型和动态虚拟船的模型，获取动态虚拟船DVS的位置横坐标、位置纵坐标以及动态虚拟船DVS的艏向角，并基于动态面DSC技术，获取艏向误差的滤波器变量和前进自由度上的滤波器变量；同时通过构建欠驱动船舶的动力学误差，获取艏摇自由度上的虚拟控制律以获取艏摇自由度上的滤波器变量；结合输入延迟辅助系统获取前进速度误差变量和艏摇角速度误差变量；最后获取基于IDAS和ISAS的路径跟踪控制器和自适应律，实现考虑输入延迟和饱和的自适应路径跟踪控制，提高了控制系统的精度和鲁棒性，降低了对系统动态性能的影响。本发明采用输入延迟辅助系统来预测和补偿延迟信号的影响，解决了当控制系统中的某个输入达到饱和状态时，控制器无法再通过该输入进行有效调节的问题，大大提高了控制系统的性能和稳定性。
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公开(公告)号：CN118821469A
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410944672.1
申请日：2024-07-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/10 , G06F30/28 , G06F119/14 , G06F113/08
Abstract: 本发明提供了一种基于凯恩方程的滑落式小艇降放六自由度运动建模方法，涉及船舶与海洋工程技术领域，本发明考虑了小艇、滑轨及母船之间的耦合，推导出在动、定坐标系下刚体及其上任一点的速度、加速度、广义速率及偏速率表达式，将分离型船舶运动模型转换成凯恩方程形式，使得系统方程易于求解；针对艇与滑轨的持续接触，提出基于非线性弹簧阻尼模型和库仑摩擦模型的接触力计算方法，该方法能有效地计算艇在滑轨滑行和在滑轨末端旋转运动，并考虑了母船六自由度运动对小艇的影响；针对小艇入水运动，采用Wagner模型和引入虚拟物面法计算小艇对称、非对称入水及发生流动分离情况的砰击力，兼顾计算精度和效率。
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公开(公告)号：CN116540699B
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202310402471.4
申请日：2023-04-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/633 , G05D1/644 , G05D1/247 , G05D109/10
Abstract: 本发明提供一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法，包括如下步骤：构建恶劣海况下水面船舶的连续型运动学模型；基于期望轨迹，对连续型运动学模型进行离散化；基于离散型船舶运动模型，对船舶的未来运动状态进行预测，得到船舶的未来运动状态结果；根据船舶的未来运动状态结果设计用于量化船舶未来运动状态与期望状态之间的偏差的代价函数；根据约束条件对船舶的控制输入进行限制，求解最优控制变量，对离散型船舶运动模型进行控制；根据波浪数据及船舶姿态信息，调整设定船舶受浪角；利用时间和事件双重触发机制控制船舶的转向时机，实现船舶沿“Z”字形轨迹航行。可提高船舶在恶劣海况下的安全性、自主性和稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118672258A
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202410690382.9
申请日：2024-05-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开一种基于深度强化学习的多水面自主航行器编队航行决策方法，分别建立了领航者奖励函数以及基于考虑跟随者与障碍物间的距离的跟随者的奖励函数；进而根据所述领航者的总奖励值、领航者策略网络能够获取领航者的舵角、领航者的速度；同时根据有全球导航卫星系统和所述多水面自主航行器编队模型所获取的领航者的预测位置坐标，结合跟随者的总奖励值和跟随者策略网络，获取跟随者的舵角和跟随者的速度；最后通过跟随者的舵角、跟随者的速度、领航者的舵角和领航者的速度，实现对水面自主航行器编队航行进行控制。本发明根据虚拟领航者预计到达位置的坐标，来约束跟随者需要承担队形保持的任务执行，对领航者决策的依赖性较低，跟随者进行编队时的灵活性和适应性较强。并且基于领航者的控制指令较少，执行器的执行能耗大大降低，避免了出现执行器饱和的现象。
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公开(公告)号：CN117094131B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202310930544.7
申请日：2023-07-26
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明一种改变无量纲横流系数的Norrbin模型船舶预测方法，包括如下步骤：构建船舶仿真运动控制的非线性Norrbin模型；基于实船旋回的轨迹，得到船舶的旋回速降曲线；调整4个流体动力导数的放大倍数对Norrbin模型进行改进；得到初步改进后的Norrbin模型；分别探究等比例放大流体动力导数及无量纲横流系数对船舶旋回圈的影响；再探究单一流体动力导数对船舶旋回圈的影响；运用对应控制变量的方法，对数据拟合找到无量纲横流系数与流体动力导数的对应关系式；验证得出无量纲横流系数与流体动力导数的对应关系式存在；引入更多船舶数据找到不同船舶之间存在的对应公式，进行平均值处理整理出一组新的公式，得到最终改进后的Norrbin模型。
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公开(公告)号：CN114661053B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202210395112.6
申请日：2022-04-14
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种考虑障碍船危险行为的船舶动态避障制导与控制方法，包括建立第一、第二虚拟小船、虚构小船、本船数学模型；根据航路点产生全局参考路径，第一虚拟小船基于全局参考路径航行；设置虚构小船的探测范围，根据探测范围判断本船与障碍船是否存在碰撞危险，当不存在碰撞危险时，第二虚拟小船跟随第一虚拟小船航行，本船跟随第二虚拟小船航行；当存在碰撞危险时，基于速度障碍法原理和虚构小船位置信息，计算避障参考信号，第二虚拟小船基于避障参考信号进行避障，本船根据控制系统跟随第二虚拟小船航行。能够同时保证船舶的全局路径跟踪和局部避障规划，通过将控制输入离散化减少了船舶通信负担。
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公开(公告)号：CN118034134A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410221088.3
申请日：2024-02-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种基于闭环增益成形算法的潜艇垂直面运动控制器设计方法，基于闭环增益成形算法，根据潜艇动力学模型的状态空间方程设计的潜艇深度控制器与潜艇纵倾控制器，能够快速、准确地实现变深和定深机动，使得潜艇垂直面运动控制器的响应时间和稳态误差达到最优，提高了潜艇的潜航性能和安全性；通过构建潜艇垂直面运动控制器的深度非线性函数与纵倾非线性函数，并根据深度非线性函数与纵倾非线性函数，结合潜艇垂直面运动控制器获取潜艇艏舵执行器的控制律与潜艇艉舵执行器的控制律，改进了潜艇垂直面运动控制器的线性误差反馈，增强了控制器的鲁棒性和节能效果，降低了外界干扰的影响，减少了舵机的能量消耗。
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公开(公告)号：CN113536463B
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202110819580.7
申请日：2021-07-20
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/27 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种基于改进梯度下降法的神经网络船舶整体模型逼近方法，包括：将风浪干扰当成船舶的一部分，视为一个整体模型；通过神经网络对这个整体模型进行逼近；采用改进的梯度下降法对权值进行在线更新，并根据所逼近的船舶模型对船舶进行仿真或用于船舶运动控制器设计。本发明通过将船舶的外界干扰和船舶视为一个时变的整体模型，通过神经网络逼近，采用改进的梯度下降法对权值进行在线更新，使其具有更好的逼近效果。解决了船舶在航行过程中由于装载量、吃水、外界干扰等变化引起的船舶模型的变化，对于只考虑输入输出的船舶模型，具有更好的普适性。
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