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公开(公告)号：CN110377034B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN201910613566.4
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，公开了一种基于蜻蜓算法优化的水面船轨迹跟踪全局鲁棒滑模控制方法，包含如下步骤：步骤(1)：建立船舶三自由度运动模型获取船舶的位置及艏向；步骤(2)：利用非线性估计滤波器滤去波浪力中的一阶高频干扰力及测量噪声；步骤(3)：设计基于全局鲁棒的轨迹跟踪滑模控制器；步骤(4)：根据实际情况设计巴特沃斯低通滤波器；步骤(5)：引入蜻蜓优化算法对轨迹跟踪滑模控制器中重要参数寻优；步骤(6)：将轨迹跟踪滑模控制器、巴特沃斯低通滤波器及非线性估计滤波器与水面船构成闭环系统，输入期望轨迹。本发明保证了航迹跟踪误差的渐进收敛，解决了常规滑模控制趋近段的不鲁棒性，实现了全局快速稳定。
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公开(公告)号：CN109765910B
公开(公告)日：2021-10-01
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：CN113296499A
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN202110405217.0
申请日：2021-04-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于加速度前馈的艏向最优极地FPSO锚泊动力定位控制方法。本发明目的在于利用加速度前馈对扰动进行补偿，提高系统状态估计精度，使FPSO保持期望艏向和位置。1、设计了一种根据锚泊缆最大张力和次大张力的基于来冰方向的最佳艏向计算方法。2、通过在状态观测器中增添加速度项，建立了FPSO锚泊动力定位系统加速度前馈观测器，能够有效抑制快变冰扰动对状态估计产生的影响。3、设计了一种加速度前馈与非线性模型预测控制结合的锚泊动力定位控制器，既保留了原系统的非线性特性又考虑了输入输出的约束问题，实现了位置和艏向的控制。
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公开(公告)号：CN113093757A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110372694.1
申请日：2021-04-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于事件预测的气垫船登滩节能控制方法，第一，选用工作在离散状态下的离散事件触发器，设计事件触发的阈值方程组，这个阈值方程组的第一个方程设计依据为通过气垫船在登滩爬坡过程中临界受力平衡条件求得的最大艏向角；第二，通过气垫船运动数学模型得出舵角与艏向角的预测模型，采用极大似然法对预测模型进行在线参数估计。第三，设计事件触发控制器，结合事件触发机制将需要控制的状态发送给控制器，控制器通过模糊算法解算后输出舵角控制量，将艏向角控制在安全范围内。本发明可以有效降低系统内交互的数据量，节省存储空间；同时减少了执行器的调整频率降低执行器的磨损，起到了节能的作用。
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公开(公告)号：CN108333934B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810083209.7
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了基于侧滑补偿的气垫船路径跟踪的自适应LOS导引方法，属于气垫船控制领域，包括以下步骤：步骤(1)：建立气垫船三自由度运动数学模型；步骤(2)：建立误差动态模型；步骤(3)：设计自适应侧滑角估计器；步骤(4)：设计侧滑角补偿的自适应LOS导引律；步骤(5)：设计PID艏向控制器；步骤(6)：进行仿真验证。本发明将侧滑角的自适应估计应用到气垫船的LOS导引当中，对LOS导引律进行侧滑补偿，采用自适应方法在线估计侧滑角度，解决了侧滑角度的估计问题，解决了气垫船在水面航行受外界环境干扰而产生侧滑影响路径跟踪效果问题，提高气垫船路径跟踪的精确度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111666722A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010396065.8
申请日：2020-05-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/15 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及的是一种用于仿真实验的模型建立方法，具体涉及的是一种气垫船垫升系统模型构建方法。本发明包括步骤一：建立垫升风机方程，包含气体流量、风机转速和风机压力；步骤二：计算气垫体积变化率，建立波浪泵气方程，包含气体流量、各气室压力、采样时间；步骤三：计算围裙的泄流面积，得到围裙的泄流方程，包含围裙泄流量、各气室压力。本发明不同位置围裙柔性囊具有不同的功能作用：纵向分隔裙、横向分隔裙设计向外倾斜，有利于越过障碍物，而且不会出现兜水现象；艏部围裙囊遇障碍物向内倾斜起减震作用；船舷围裙能够向后倾斜以便减少航行阻力。
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公开(公告)号：CN107179693B
公开(公告)日：2019-12-27
申请号：CN201710502441.5
申请日：2017-06-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于Huber估计的鲁棒自适应滤波和状态估计方法。首先通过在线估计一步预测双重不确定性系统的协方差矩阵的上界来计算估计值，只对时间更新过程进行修改，同时采用线性矩阵不等式的方法进行自适应参数调整，得到应对不确定性模型的自适应无迹信息滤波器；然后应用矩阵求逆定理并采用Huber估计的方法对量测更新过程进行修改，得到最终的估计值。本发明的滤波和状态估计的精度高，稳定性好。所提出的鲁棒自适应滤波和状态估计方法解决了双重不确定无人艇的滤波和状态估计问题，即保留了信息滤波器结构的优点有提高了滤波和状态估计的精度和稳定性，计算简单应用方便。
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公开(公告)号：CN110320907A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201910476197.9
申请日：2019-06-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于改进蚁群算法和椭圆碰撞锥推演模型的无人水面艇双层避碰方法，首先，利用MKLINK图论技术为无人艇生成海上环境地图模型，然后对蚁群算法的状态转移概率进行改进优化出无人艇的全局最短路径，同时判断是否会有运动碍航物相遇而来，有则调用局部层的椭圆锥碰撞推演算法实时调整无人艇的动态路径。最后，将两种智能避碰方法通过滚动协调配合的原理进行耦合，形成无人水面艇海上航行时的双层智能避碰方法。本发明通过无人水面艇路径规划技术和基于椭圆碰撞锥推演模型的局部避碰技术滚动协同配合，实现无人艇在执行搜救、勘察作业等任务的时候能够自主搜索全局路径和调整局部避开运动碍航物的路径。
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公开(公告)号：CN110244077A
公开(公告)日：2019-09-17
申请号：CN201910480458.4
申请日：2019-06-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种热式风速传感器恒功率调节与精度补偿方法。(1)采用恒定功率热式风速传感器检测得到初步数据；(2)采用PID算法结合人工鱼群算法对恒定功率进行自适应控制；(3)采用二级放大电路将得到的微弱信号进行信号调理；(4)采用强化学习策略迭代方法建立精度补偿修正曲线。本发明的人工鱼群优化PID参数方法适用于恒定功率，恒压，恒流，恒温差等风速传感器的优化环节，自适应能力更强；基于强化学习策略迭代方法建立的精度补偿修正曲线不依赖被控对象的所处环境，鲁棒性能更好，不会限于局部最优，精度有所提高。
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公开(公告)号：CN105929825B
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201610325698.3
申请日：2016-05-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于神经动态模型的船舶动力定位反步控制方法，涉及船舶动力定位控制技术领域，尤其涉及一种基于神经动态模型的船舶动力定位反步控制方法。本发明要解决现有船舶动力定位控制技术，运算复杂程度高且难以输出平滑的控制效果。一种基于神经动态模型的船舶动力定位反步控制方法，按以下步骤进行：一、获取船舶的位置和姿态参数；二、求取虚拟误差变量；三、利用Backstepping法反演控制律。本发明解决了现有船舶动力定位控制技术存在的运算复杂程度高且难以输出平滑的控制效果的问题。本发明可应用于船舶动力定位控制技术领域。
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