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公开(公告)号：CN108439209B
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201810400807.2
申请日：2018-04-28
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动船用吊车有限时间内定位控制方法、装置及系统，该方法包括：步骤(1)：基于船用吊车系统可驱动部分的动力学模型构造二阶滑模面，并引入与定位误差信号相关的非线性有界函数构造非线性控制器；步骤(2)：接收设定的船用吊车系统的物理参数；步骤(3)：接收实时采集的吊杆俯仰角、吊绳长度、负载摆角和海浪干扰引起的船体横滚角；步骤(4)：将接收的数据通过所提非线性控制器，计算控制吊杆俯仰运动和吊绳长度的输入力和力矩；步骤(5)：驱动吊杆和吊绳在有限时间内移动到目标位置，并且可以消除负载的残余摆动。
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公开(公告)号：CN109358316A
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201811306776.0
申请日：2018-11-05
Applicant: 南开大学
IPC: G01S5/16
Abstract: 基于结构单元编码和多假设跟踪的线激光全局定位方法。针对利用线激光为移动机器人提供全局定位的任务，本发明提出一个新颖的基于SUES(结构单元编码机制，structural unit encoding scheme)和扩展MHT(多假设跟踪,multiple hypothesis tracking)的全局定位方法。首先通过SUES对有向端点特征进行编码；再利用扩展MHT逐步恢复全局位姿。相比现有方法，本发明所提的SUES无需离线训练，不依赖于词典质量；同时，所提的扩展MHT方法具有收敛更快和不依赖特征数量的优点。实验结果表明，相比于自适应蒙特卡洛定位，本发明具有更高的成功率和效率。
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公开(公告)号：CN109335967A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811361433.4
申请日：2018-11-15
Applicant: 南开大学
CPC classification number: B66C13/16 , G06T1/0014 , G06T7/246 , G06T7/73 , G06T2207/20081
Abstract: 本公开提供了一种柔性吊车下摆角测量、自动控制以及评价系统与方法，本公开可以模拟实际柔性吊车运行，同时利用视觉标定和机器学习拟合出吊绳弯曲特性，将此特性用于吊绳下端摆角的测量。依据该测量值，能够将其作为控制性能定量评价指标，对控制器性能进行定量评价，并据此修改、优化控制器参数，进行柔性吊车系统的自动或优化控制。
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公开(公告)号：CN109188915A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811306985.5
申请日：2018-11-05
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种内嵌运动性能调节机制的速度规划方法，包括：1.将速度规划问题转换为路径位置和路径速度的二维规划问题；将机器人系统速度和加速度约束转换为二维空间内可行域边界；2.为二维规划引入运动性能调节机制；2.1定义运动调节机制的用户指定参数；2.2调节该参数以改变可行域形状；3.计算可行域边界上的匀速巡航部分；以哈希表存储查询匀速巡航部分；4.利用完备数值积分策略计算可行域内的可行速度曲线；5.用双向积分策略使第4步的速度曲线加速度连续，并输出该速度曲线。该规划方法能够根据用户需求输出不同运动性能的可行速度曲线，兼顾规划完备性。
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公开(公告)号：CN108439221A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810188865.3
申请日：2018-03-08
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明为一种基于视觉的桥式吊车自动控制系统，提出了一种新型的桥式吊车控制方式，控制系统包括有桥式吊车控制系统以及视觉测量系统，其中桥式吊车控制系统，基于独立设计开发的控制电路，控制桥式吊车系统按预定要求运行；视觉测量系统，用于实现桥式吊车负载摆角状态量的测量。本发明提出一种新型的桥式吊车自动控制系统，将视觉引入桥式吊车负载摆角测量中，以代替传统的接触式摆角测量装置，并据此提出一种新型的负载摆角测量算法，利用计算机视觉的方法实现负载摆角的非接触测量，控制桥式吊车系统(可以为实验室桥式吊车实验平台或是工业桥式吊车平台)完成相应任务。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107024865A
公开(公告)日：2017-08-08
申请号：CN201710300394.6
申请日：2017-05-02
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种欠驱动桅杆式起重机定位消摆非线性控制方法，属于机电系统控制领域。该方法包括：根据起重机的动力学模型构造能量函数，并充分利用可驱动变量（吊杆旋转角和俯仰角）和不可驱动变量（负载径向摆角和切向摆角）之间的耦合关系，构造李雅普诺夫候选函数，从而设计出一种新型的非线性控制器。除此之外，为对吊杆转动的超调量进行有效限制，在控制器中加入限幅项，防止吊杆在目标位置附近来回摆动。此方法可以实现准确定位控制与快速消摆控制。
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公开(公告)号：CN105883616B
公开(公告)日：2017-06-16
申请号：CN201610412189.4
申请日：2016-06-13
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种桥式吊车最短时间防摆轨迹实时生成方法，包括：1：利用离线最短时间规划方法输入大量L,vmax,θmax,amax生成相应组数的Tup和xup构建加速阶段数据库，并利用机器学习算法计算出回归模型及参数；2.利用触摸屏输入一组参数L0,vmax0,θmax0,ξmax0,xf，其中L0,vmax0,θmax0,ξmax0作为回归模型输入，计算得到加速阶段时间以及加速段运动轨迹3.如果生成三个阶段轨迹加速阶段、匀速阶段和减速阶段4.如果时，轨迹只有加速阶段和减速阶段；5.如果令vmax0＝vmax0/2，转到步骤3；结束。本发明能够在最短时间条件、最大摆角等条件限制下，实现桥式吊车的实时防摆轨迹生成。
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公开(公告)号：CN106769153A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710059331.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 南开大学
IPC: G01M99/00
CPC classification number: G01M99/007 , G01M99/008
Abstract: 一种船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置(用于模拟真实起重机的运动特性，也是整个系统的控制主体)、船体运动模拟装置(用于模拟真实船体在海上工作时的运动状况，并作为起重机模拟装置的工作环境)、运动状态测量装置(用于测量起重机和船体模拟装置的实时运动信息，并发送给控制系统作为反馈信号)、控制系统(用于实时处理各类反馈信号，合成相应的控制命令并将其发送至伺服电机，从而使得起重机和船体模拟装置产生期望的运动)。本发明能够真实地体现船用起重机在海面工作环境下的运动特性，并且方便各种相应控制算法的实验验证。
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公开(公告)号：CN104444817B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410649866.5
申请日：2014-11-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种欠驱动吊车自适应消摆定位控制方法。该方法包括：构造一种新型的储能函数，在此基础上，充分考虑轨道长度限制、参数未知/不确定等因素，设计一种新型的自适应消摆控制方法，增强台车运动与负载摆动之间的耦合关系，能保证台车准确定位，快速消除负载摆动，并可通过更新律在线补偿参数未知/不确定性因素带来的影响。相比已有方法，该方法能保证台车运动不超出轨道长度限制范围，可取得良好的控制效果，并对参数不确定性与外界扰动具有良好的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN105549386A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201510884906.9
申请日：2015-12-04
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 一种船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置(用于模拟实际船用起重机系统的工作状况，它是本实验系统的控制对象)、船体摇摆模拟装置(用于模拟实际船体在复杂海况中的运动状况)、状态测量装置(用于实时测量实验系统的状态量信息，并发送给控制系统)，以及控制系统(用于接收所测量的状态量信息，并按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号，然后将控制信号发送到伺服电机，从而控制起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置按预定要求运行)。本发明真实反映船用起重机、船体摇摆的运动学和动力学特性，能够验证现有的不同起重机控制方法的实际效果。
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