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公开(公告)号:CN112462773B
公开(公告)日:2022-09-02
申请号:CN202011352098.9
申请日:2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域,具体涉及一种欠驱动水面船的路径跟踪抗饱和鲁棒控制方法。本发明设计了误差受限侧滑补偿ECS‑LOS导引律,采用侧滑估计器补偿时变侧滑角。本发明通过反步法设计了路径跟踪鲁棒控制器,并且采用干扰观测器对系统中的未知合成干扰进行观测,为避免执行器发生饱和现象,将饱和补偿器引入到所设计的鲁棒控制器中。本发明能够满足欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑、跟踪误差受限以及执行器输入饱和的情况下,不违反误差受限要求以及执行器不超过饱和范围的前提下以期望速度跟踪上期望路径,并且跟踪误差均能收敛于零附近,跟踪精度更高。
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公开(公告)号:CN116772833B
公开(公告)日:2024-11-12
申请号:CN202310575856.0
申请日:2023-05-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于迭代奇异谱分析的舰船升沉测量方法及系统,属于惯性导航技术领域,其中,该方法包括:采集捷联惯性导航设备的陀螺仪和加速度计在载体坐标系的三轴输出信号;利用捷联导航解算算法处理三轴输出信号得到天向加速度信号;对天向加速度信号进行迭代奇异谱分析,得到滤除噪声的升沉加速度,并对其进行积分得到一次积分速度;对一次积分速度进行迭代奇异谱分析,得到滤除噪声的升沉速度,并对其进行积分得到二次积分位移;对二次积分位移进行迭代奇异谱分析,得到滤除噪声的升沉位移,并重复执行前述分析过程,直到设备导航工作模式结束。该方法避免了数字滤波器带来的幅相误差,提高了舰船在复杂未知海况条件下升沉测量的精度。
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公开(公告)号:CN118189943A
公开(公告)日:2024-06-14
申请号:CN202410307211.3
申请日:2024-03-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于组合导航技术领域,具体涉及一种基于测量特性的SINS/EML组合导航方法、程序、设备及存储介质。本发明根据电磁计程仪的测量特性设计了一种新的卡尔曼滤波量测更新方程,充分考虑了电磁计程仪仅能测量到船舶首尾方向速度的特点,并将洋流速度扩维到状态量中,在考虑平台失准角的情况下,首先利用捷联惯性导航系统解算的姿态角将地理坐标系下的惯性解算速度投影到载体坐标系,得到载体首尾方向速度,然后与电磁计程仪速度做差得到卡尔曼滤波量测值,最后进行卡尔曼滤波量测更新并对捷联惯性导航系统进行反馈校正。本发明合理利用了量测信息,降低了船舶侧滑及洋流对电磁计程仪测速的影响,提高了电磁计程仪辅助捷联惯性导航系统的导航精度。
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公开(公告)号:CN116793384A
公开(公告)日:2023-09-22
申请号:CN202310553806.2
申请日:2023-05-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于剪枝最小二乘的多普勒计程仪标定方法及装置,涉及组合导航技术领域,解决的技术问题为“如何提供一种在复杂环境下实现准确标定的多普勒计程仪标定方法”,方法包括:构建标定数据集;从所述标定数据集中随机选取多个数据点,作为当前第一子数据集;对当前第一子数据集中的各个数据点进行基于最小二乘估计的标定参数计算,迭代第一子数据集直至第一子数据集的第一方差和不大于对应的第一阈值;迭代第一子数据集及第二阈值直至所述第三子数据集的最小第三方差和大于所述第二阈值;将上述步骤重复执行预设次数,选择其中最小的第二阈值所对应的最小二乘估计标定参数;该方法利用剪枝最小二乘估计的高崩溃点特性,获得更准确的标定结果。
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公开(公告)号:CN116793346A
公开(公告)日:2023-09-22
申请号:CN202310553805.8
申请日:2023-05-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于改进最小二乘的捷联惯性导航多普勒计程仪标定方法、计算机设备及介质,属于组合导航技术领域,解决了传统的最小二乘DVL标定方法缺乏对病态问题的处理,难以获得准确的标定参数的问题,包括:运载体经过对准后进入组合导航模式,经组合导航滤波后进行解算得到更精确的速度;将SINS和GPS组合导航系统解算得到的速度与DVL的速度进行改进最小二乘估计,实现对病态的DVL标定问题的求解。本发明适用于水下导航定位应用场景。
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公开(公告)号:CN116772833A
公开(公告)日:2023-09-19
申请号:CN202310575856.0
申请日:2023-05-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于迭代奇异谱分析的舰船升沉测量方法及系统,属于惯性导航技术领域,其中,该方法包括:采集捷联惯性导航设备的陀螺仪和加速度计在载体坐标系的三轴输出信号;利用捷联导航解算算法处理三轴输出信号得到天向加速度信号;对天向加速度信号进行迭代奇异谱分析,得到滤除噪声的升沉加速度,并对其进行积分得到一次积分速度;对一次积分速度进行迭代奇异谱分析,得到滤除噪声的升沉速度,并对其进行积分得到二次积分位移;对二次积分位移进行迭代奇异谱分析,得到滤除噪声的升沉位移,并重复执行前述分析过程,直到设备导航工作模式结束。该方法避免了数字滤波器带来的幅相误差,提高了舰船在复杂未知海况条件下升沉测量的精度。
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公开(公告)号:CN112327883B
公开(公告)日:2023-01-03
申请号:CN202011359004.0
申请日:2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域,具体涉及一种基于扩张状态观测器的欠驱动水面船路径跟踪控制方法。本发明设计了三阶扩张状态观测器,可同时观测出欠驱动水面船的速度以及由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的未知合成干扰。本发明设计了基于速度观测值的LOS导引律和路径跟踪抗饱和输出反馈控制器,实现了欠驱动水面船在执行器输入饱和以及速度测量值未知条件下的路径跟踪鲁棒控制。本发明实现了欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、速度测量值未知以及执行器输入饱和的情况下,能够以期望速度跟踪期望路径,并且跟踪误差最终均能收敛于零附近。
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公开(公告)号:CN112462773A
公开(公告)日:2021-03-09
申请号:CN202011352098.9
申请日:2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域,具体涉及一种欠驱动水面船的路径跟踪抗饱和鲁棒控制方法。本发明设计了误差受限侧滑补偿ECS‑LOS导引律,采用侧滑估计器补偿时变侧滑角。本发明通过反步法设计了路径跟踪鲁棒控制器,并且采用干扰观测器对系统中的未知合成干扰进行观测,为避免执行器发生饱和现象,将饱和补偿器引入到所设计的鲁棒控制器中。本发明能够满足欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑、跟踪误差受限以及执行器输入饱和的情况下,不违反误差受限要求以及执行器不超过饱和范围的前提下以期望速度跟踪上期望路径,并且跟踪误差均能收敛于零附近,跟踪精度更高。
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公开(公告)号:CN112327635A
公开(公告)日:2021-02-05
申请号:CN202011359040.7
申请日:2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的镇定控制技术领域,具体涉及一种基于鲁棒镇定控制器欠驱动水面船的控制方法。本发明包括获取欠驱动水面船的位置信息和姿态信息;引入全局微分同胚变换,对欠驱动船舶的控制回路进行解耦;基于鲁棒镇定控制器对欠驱动水面船的纵向推进力和转艏力矩进行控制;根据鲁棒镇定控制器的输出通过推力分配的方式改变推进器和舵机作用在欠驱动水面船的位置和转向,使欠驱动水面船镇定在期望位置。本发明利用基于鲁棒镇定控制器保证在船舶动态具有不确定性的情况下,闭环系统具有稳定性和良好的运行性能,保持一定的鲁棒性。基于鲁棒镇定控制器形式简单,不用测量速度,易于工程实现。
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公开(公告)号:CN116678404A
公开(公告)日:2023-09-01
申请号:CN202310675469.4
申请日:2023-06-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本申请公开了一种基于多重傅里叶线性组合器的舰船升沉测量方法,属于升沉测量领域,包括:通过捷联式惯性导航系统获取载体坐标系下的垂向加速度并对其进行N点快速傅里叶变换,得到海浪涌动的相关频域信息;构建垂速综合滤波器,对垂向加速度进行滤波并得到垂向速度;通过KF‑BMFLC拟合模型对垂向速度进行拟合,并通过KF‑BMFLC补偿模型对拟合后的垂向速度进行幅相补偿,得到目标垂向速度;构建升沉综合滤波器,对目标垂向速度进行滤波得到升沉位移;通过KF‑BMFLC拟合模型对升沉位移进行拟合,并通过KF‑BMFLC补偿模型对拟合后的升沉位移进行幅相补偿,得到目标升沉位移。适用于需要高精度的测量和控制场景。
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