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公开(公告)号：CN118605152A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410639686.2
申请日：2024-05-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于CB制导的T‑S模糊动态滑模动力定位控制方法，包括以下步骤：构建基于船舶运动状态的船舶运动数学模型；基于CB制导理论，获取运动学控制器，以获取船舶参考速度和船舶速度误差；根据船舶运动数学模型、船舶参考速度和船舶速度误差，构建考虑船舶所受的外部扰动的T‑S模糊仿射模型，以构建分段形式的T‑S模糊仿射模型，获取系统测量输出；根据系统测量输出，构建滑模面；以构建输出反馈动态滑模控制器，获取控制输入，实现对船舶的动力定位系统进行控制。本发明提供的T‑S模糊仿射模型具有较高的准确性和鲁棒性，基于该模型的控制效果更好。
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公开(公告)号：CN114815823B
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202210414582.2
申请日：2022-04-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供了一种基于控制障碍函数的无人艇集群安全目标跟踪系统，其特征在于，包括：欠驱动无人艇通讯网络、目标跟踪制导律单元、基于二次规划的避碰控制器单元、静态障碍物约束单元、动态障碍物约束单元和邻居无人艇避碰约束单元；所述基于二次规划的避碰控制器用于根据前述期望速度和期望角速度、静态障碍物约束条件、动态障碍物约束条件、邻居无人艇避碰约束条件，计算得到基于二次规划的受控欠驱动无人艇用于安全目标跟踪的制导角速度信号和制导前向速度信号并控制该受控欠驱动无人艇执行动作；本发明考虑了欠驱动无人艇在目标跟踪过程中的安全问题，可以在完成目标跟踪任务的同时实现实时避碰，使无人艇的前向速度具有灵活性。
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公开(公告)号：CN118034294A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410222529.1
申请日：2024-02-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种无人艇数据驱动自适应动态轨迹跟踪控制器，包括多项式拟合项、滤波器、数据堆栈、数据驱动预估器、实际无人艇、无人艇等效模型和动态控制器；所述滤波器接收来自动态控制器的控制输入、来自实际无人艇的速度信号和来自多项式拟合项的回归矩阵，所述滤波器发送滤波后的信号值至数据堆栈；所述数据驱动预估器接收来自动态控制器的控制输入、来自数据堆栈的历史数据和来自实际无人艇的速度信号，所述数据驱动预估器发送系统总扰动的估计值至无人艇等效模型；本发明将基于代数关系的控制律转变为基于微分方程的控制律，同时结合数据驱动控制理论，不仅实现了对系统总扰动的快速精确估计，同时能够稳定控制输出，降低执行器动作损耗。
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公开(公告)号：CN114217603B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202111307607.0
申请日：2021-11-05
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种多无人船编队安全优化控制系统，包括获取无人船输入输出状态信息并滤波的滤波模块，获取并存储无人船输入输出状态滤波信息的数据收集模块，获取数据集并学习无人船模型的模型信息学习模块，获取存在信息交互关系的无人船信息并发送至编队跟踪控制模块和安全避碰避障控制模块中的信息交互通讯网络拓扑模块，获取无人船的航行信息和交互信息计算标称控制输入的编队跟踪控制模块，获取标称控制输入信息与交互信息计算安全优化的纵向速度控制输入和参考艏向角的安全避碰避障控制模块，计算艏向角控制输入的艏向角跟踪预测控制模块。该系统可以在复杂海洋环境下规避动静态障碍物和船与船的碰撞。实现多无人船的无风险编队跟踪控制。
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公开(公告)号：CN117666345A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311656827.3
申请日：2023-12-05
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于T‑S模糊分段模型的动态滑模无人船动力定位方法，建立了考虑无人船动力学系统受到复杂气流和极端天气带来的外部干扰的情况下的无人船运动数学模型，以及建立了与其对应的T‑S模糊分段仿射模型；基于T‑S模糊分段仿射模型构造滑模面，建立了完整滑模动力系统，获取滑动面增益，进而获取模糊输出反馈动态滑模控制器，以对无人船的动力定位系统进行控制。本发明能够更精确地调整无人船的动力输出，使其适应不断变化的环境条件并保持稳定，从而实现更高效、准确的海洋作业。不仅为解决无人船控制技术提供了理论支持，同时也为其技术发展提供了实质性的推动力量。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117572810A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202410059757.1
申请日：2024-01-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明公开了一种基于控制障碍函数的机械臂安全协同控制系统，在机械臂动力学系统受到复杂环境带来的外部干扰的情况下，实现一致性编队协同控制任务，提高了控制策略的鲁棒性和抗干扰性能。所提出的多机械臂安全跟踪一致性控制协议在执行时，即使多机械臂系统遭遇动静态障碍物，仍能够继续完成编队一致性控制任务。通过基于控制障碍函数的安全优化模块的设计，能够有效的实现在系统完成底层一致性控制任务的同时实现安全编队控制，避免了机械臂在使用过程中因碰撞而造成的损失。同时，本发明的模块化设计的控制结构，显著降低了控制器设计的复杂度，减少了计算负荷，提高了控制器设计的灵活性，便于工程实现。
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公开(公告)号：CN113835434B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202111153779.7
申请日：2021-09-29
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种考虑输入量化的分布式多无人船舶自适应神经网络编队控制方法，包括构建无人船运动学模型；考虑量化输入问题，构建无人船动力学模型；设计运动学控制器；基于运动学控制器，设计分布式编队控制律设计动力学控制器；基于动力学控制器，设计动力学控制律。在运动学子系统，基于扩张状态观测器设计分布式制导律，跟踪时变轨迹，利用观测器估计邻近船舶的未知状态；在动力学子系统，利用线性时变模型描述量化过程，利用径向基神经网络识别未建模动态及系统不确定项，设计无量化器参数信息自适应神经网络量化控制律。考虑外部海洋扰动和内部模型不确定性导致的未知动力学问题，实现考虑输入量化问题的分布式多无人船舶(56)对比文件李芸;白响恩;肖英杰.基于新型扩张干扰观测器的船舶航向滑模控制.上海交通大学学报.2014,(第12期),全文.
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公开(公告)号：CN117311345A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311175113.0
申请日：2023-09-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动多无人艇协同围捕控制方法，包括以下步骤：基于维诺分割的方法生成与N个欠驱动围捕无人艇一一对应的N个围捕质点，利用辅助变量法控制N个欠驱动围捕无人艇实现对N个围捕质点的跟随运动，协同调整N个围捕质点与逃逸无人艇之间位置误差，实现N个欠驱动围捕无人艇对1个逃逸无人艇的协同围捕。与现有只针对质点运动模型的维诺分割法相比，本发明针对欠驱动多无人艇，提出了基于辅助变量法的欠驱动多无人艇协同围捕策略，给出了欠驱动多无人艇制导速度和角速度信号，实现对运动生成器的围捕策略的跟踪。
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公开(公告)号：CN117289599A
公开(公告)日：2023-12-26
申请号：CN202311028335.X
申请日：2023-08-15
Applicant: 上海船舶运输科学研究所有限公司 , 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供了一种基于数字孪生与平行控制器的无人艇路径操纵控制系统与方法，所述系统包括：实际无人艇系统、生成控制输入对实际无人艇系统进行控制的实际控制器、生成虚拟无人艇的位置信息的无人艇运动数字孪生模型、产生无人艇制导信号的运动学控制器、根据制导信号和当前时刻虚拟无人艇的速度信息生成控制输入对由无人艇运动数字孪生模型构成的人工系统进行控制的动力学控制器、提供无人艇路径参数的路径参数更新律；本发明所设计的平行控制器将构建的信息空间中的虚拟无人艇系统融入环境，同时驱动虚拟无人艇系统和实际无人艇系统，实现两个系统之间的相互映射与虚实交互。
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公开(公告)号：CN117148843A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311232570.9
申请日：2023-09-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了收敛时间和约束边界可指定的预设性能多船编队控制方法，包括如下步骤：S1：建立多船编队控制系统中船舶的运动学模型和动力学模型；S2：设定多船编队控制系统的编队误差，并基于编队误差设定辅助误差；S3：设计基于时变尺度函数和时变强迫函数的性能函数对所述辅助误差进行误差转换，得到转换后的误差变量；S4：基于船舶的运动学模型和动力学模型以及转换后的误差变量设计系统控制律，实现基于收敛时间和约束边界可指定的预设性能对多船编队控制系统进行控制。本发明中具有指定收敛时间和约束边界的性能函数，使控制工程师能够根据实际需求提前设定收敛时间，且实现了对编队误差的约束，保证了多水面船编队系统的瞬态和稳态性能。
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