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公开(公告)号:CN110398961B
公开(公告)日:2022-10-14
申请号:CN201910613554.1
申请日:2019-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶领域,公开了一种气垫船航迹保持舵桨协同控制与分配方法,包含如下步骤:步骤(1):获得气垫船当前的位置和当前的艏向角,计算出气垫船的位置偏差和艏向角偏差;步骤(2):采用PID控制器,将位置偏差信号传递给航迹控制器,将艏向角偏差信号传递给航向控制器;步骤(3):对遗传算法中的选择算子和交叉规则进行改进,使用改进后的遗传算法对航迹控制器和航向控制器进行参数寻优;步骤(4):添加故障补偿环节对串接链控制分配模块进行改进,将进行参数寻优后的航迹控制器和航向控制器的输出指令传递到改进后的串接链控制分配模块进行舵桨推力分配。本发明克制了早熟现象,避免了出现局部最优解的问题,提高了可靠性。
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公开(公告)号:CN113075884B
公开(公告)日:2022-07-15
申请号:CN202110334301.8
申请日:2021-03-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供基于自适应遗传‑最小二乘互联预测系统的推力分配方法,步骤1根据船舶推进器位置及坐标系确定推力分配的数学模;步骤2建立最优方向预测模型,提出一种精英自适应遗传‑蝙蝠算法,通过获取上一时刻的最优推力预测值对当前时刻的最优方向进行预测;步骤3建立最优推力预测模型,通过获取上一时刻的最优方位角预测值采用最小二乘法对当前时刻的最优推力进行预测;步骤4形成最优方位角与最优推力相关联的预测系统,提出一种新的船舶推力分配优化方法,即预测系统将最优预测值及其导数送入推力分配控制器作为最优解搜索的起点和最优搜索方向的优化策略。
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公开(公告)号:CN108564202B
公开(公告)日:2022-03-18
申请号:CN201810221846.6
申请日:2018-03-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及的是一种基于环境预报信息的无人艇航线优化方法。通过气象预报收集无人艇在海上航行时可能产生影响的环境信息因素,通过全球定位系统对无人艇当前的位置进行定位,得到准确的无人艇航行状态;将考虑无人艇航行区域的静态障碍物以及海流这一气象因素对无人艇的影响,结合获得的环境数据对海域的环境进行建模;基于粒子群优化算法的无人艇航线规划算法设计,算法设计出来的无人艇航线尽量避开了静态障碍物并且利用了对于无人艇航行有利的海流区域。本发明实现了无人艇可以根据环境预报信息而设计航线,可以随时根据天气环境的变化对航线做出及时的调整,避免海域上恶劣的环境对无人艇安全产生威胁,提高无人艇航行的经济性和安全性。
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公开(公告)号:CN108594639B
公开(公告)日:2020-12-22
申请号:CN201810261836.5
申请日:2018-03-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于强化学习的全垫升气垫船航迹跟踪控制方法。1.建立全垫升气垫船四自由度运动学模型和动力学模型;2.运用PID控制实现全垫升气垫船的航向控制;3.运用滑模控制实现全垫升气垫船的航速控制。4.运用LOS法实现全垫升气垫船的航迹跟踪;5.运用RBF神经网络实现参数调优,最终实现理想的全垫升气垫船航迹跟踪控制。本发明所述的航迹跟踪控制控制方法,不依赖于被控对象和环境,方法实现简单,抗干扰能力强,控制效果出色,相较于传统的航迹跟踪控制器其算法更加智能,自适应性更强,鲁棒性能更好,跟踪效果更加平滑,跟踪误差小。
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公开(公告)号:CN108521626B
公开(公告)日:2020-09-25
申请号:CN201810188711.4
申请日:2018-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多传感网络的水上搜救定位方法,属于多传感器网络技术领域。本发明包括:传感器节点位置的获取,通过GPS和无线通信实时获取并交换自身位置坐标信息;建立传感器节点受力模型,将传感器节点抽象成势力场中的粒子,分析传感器节点间力的作用控制传感器节点的移动方向和距离;基于改进虚拟力算法的多传感器网络区域覆盖。本发明可以使多传感器网络实现区域的无缝覆盖,并对覆盖区域进行数据收集;光电成像系统利用灰度及温度差异确定搜索目标,利用三边定位算法确定并反馈目标坐标位置信息。
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公开(公告)号:CN111026126A
公开(公告)日:2020-04-17
申请号:CN201911372167.X
申请日:2019-12-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于无人艇全局路径规划领域,具体涉及一种基于改进蚁群算法的无人艇全局路径多目标规划方法,包括以下步骤:利用Maklink图论建立海上环境地图模型;改进路径启发信息策略,得到路径平均值;设计蚂蚁信息素挥发自适应调整策略;设计局部信息素更新和全局信息素更新结合策略;通过无人艇的艏向角偏差因子改进蚁群搜索下一节点状态转移概率;综合全局路径长度最短、改进蚁群算法优化迭代次数最少和路径平滑系数最低等要求,设计评价函数。本发明综合考虑无人艇海上航行的全局路径距离、改进蚁群算法优化全局路径的迭代次数和所规划全局路径的平滑系数等多目标,最终规划出最优的无人艇海上航行最优全局路径,并且有较高的安全性。
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公开(公告)号:CN109885061A
公开(公告)日:2019-06-14
申请号:CN201910194185.7
申请日:2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶动力定位控制领域,具体涉及一种基于改进NSGA-Ⅱ的动力定位多目标优化方法,包括以下步骤:建立动力定位船的三自由度动力学模型和运动学模型;利用动态面控制方法设计船舶动力定位控制律;建立动力定位船的能源消耗模型;选取优化目标函数,利用改进的NSGA-Ⅱ调节动态面控制器的控制参数,对控制器效果及船舶能源消耗进行多目标问题优化。本发明考虑了动力定位改变自身位置及姿态过程中的能源消耗问题,利用改进的NSGA-Ⅱ整定控制器参数,减小推进器的能耗,增强环保性和经济性。
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公开(公告)号:CN109765910A
公开(公告)日:2019-05-17
申请号:CN201910176370.3
申请日:2019-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于改进差分进化算法的船舶动力定位推力分配方法,通过确定船舶推进装置布局,载入各推进器的参数,接受目标控制指令,建立推进器最优方向预测模型;将上一刻得到的全局最优方向导入到当前时刻的最优方向预测模型,作为优化改进的差分进化算法的初始种群,通过改进的差分算法获取推进器在当前时刻下的全局最优方向;根据求得的全局最优解,实时更新推进器方向,再通过二次规划法得到推进器的推力。本发明减少了推进器状态调整过程中的推力误差,改善了长期能耗效率和机动性;减少了差分进化算法的搜索维度,解决了差分进化算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题;使连续时间内得到的全局最优解更平滑,避免了不必要的波动。
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公开(公告)号:CN106325071B
公开(公告)日:2019-03-05
申请号:CN201610859143.7
申请日:2016-09-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法,第一,选用工作在离散状态下的离散事件触发器,设计变阈值下的触发判定函数,在到达触发时刻时,事件触发器通过触发判定函数判断当前状态是否满足触发条件;第二,通过补给船低频运动数学模型得出舵角‑航向的受控自回归积分滑动平均模型作为预测模型,采用遗忘因子递推最小二乘法对预测模型的参数进行在线估计;第三,结合事件驱动触发器将需要控制的状态发送给控制器,控制器通过GPC自适应算法解算后输出舵角控制增量和控制量,实现补给船快速完成靠近阶段和并行阶段并保持补给阶段的航向跟踪。本发明可以通过较低的代价控制补给船的航向,并且补给船系统的参数变化和环境影响的鲁棒性更强。
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公开(公告)号:CN105334747B
公开(公告)日:2018-08-17
申请号:CN201510616183.4
申请日:2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开了一种船舶动力定位三冗余计算机数据表决同步方法。三个控制器在完成控制运算结果同步后,由主控机运行自适应加权预测表决方法,得到一个表决输出值。自适应加权预测表决方法为:根据每个控制器的输出数据计算一致程度值;根据三个控制器的一致程度值对控制器输出数据进行划分,如果形成多数一致集合,结合历史信息记录值计算本周期表决输出值;如果没有形成多数一致集合,引入灰色预测根据前几周期的表决输出值计算本周期的表决输出值。由本周期的控制器输出数据计算历史信息记录值,为下一周期的表决提供计算依据。本发明能够提高动力定位系统容错能力,具有高可靠性。
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