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公开(公告)号：CN117590847A
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311519025.8
申请日：2023-11-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供了一种欠驱动无人艇平行路径跟踪控制器，涉及欠驱动无人艇路径跟踪控制技术领域，包括实际欠驱动无人艇系统、虚拟欠驱动无人艇系统、运动学控制器、滤波器、动力学控制器和路径参数更新律；所述实际欠驱动无人艇系统接收来自动力学控制器的纵向推力和艏摇方向转向力信息；所述实际欠驱动无人艇系统发送无人艇的位置、艏摇角信号和无人艇的速度信息至虚拟欠驱动无人艇系统；本发明构建了一个与实际欠驱动无人艇系统平行互动的虚拟欠驱动无人艇系统，通过使实际欠驱动无人艇系统趋向虚拟欠驱动无人艇系统，实现了欠驱动无人艇模型的实时更新和数据交互，从而构建完整的无人艇数字孪生运动模型。
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公开(公告)号：CN112650257B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202011613185.5
申请日：2020-12-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本申请公开了一种无人艇区域保持控制方法及装置，所述方法包括，先确定所述无人艇的虚拟控制律；再确定所述无人艇的速度跟踪的非线性滑模面；再结合所述虚拟控制律获得所述无人艇的鲁棒滑模控制器；最后根据预设的所述跟踪误差的阈值，设置所述鲁棒滑模控制器发出所述控制信号的事件触发条件，并当所述事件触发条件满足时，所述鲁棒滑模控制器发送所述控制信号给所述无人艇的推进器，实现所述无人艇的区域保持控制。本申请通过引入对称障碍李雅普诺夫函数将区域保持问题转化为具有输出状态变量约束系统的控制问题，简化了区域保持控制策略，并进一步通过设置事件触发机制，在完成区域保持的同时降低了推进器动作频率，延长了推进器使用寿命。
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公开(公告)号：CN117270528A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311174153.3
申请日：2023-09-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明一种无人艇追逃博弈控制方法及控制器，基于追捕无人艇运动学数学模型和逃逸无人艇运动学数学模型，分别构造追逃优化代价函数和博弈化代价函数，设计了基于非线性模型预测方法的无人艇博弈控制器和无人艇追逃控制器，在对自身最不利的情况下评估追捕无人艇和逃逸无人艇的最佳策略；然后根据评估的对手策略得到自己的最佳博弈策略；考虑包括非线性无人艇运动学模型约束、速度约束、角速度约束、边界约束、避障约束在内的多约束条件下，无人艇博弈双方均通过最大最小优化求解方法，在多约束条件下得到了最优的追逃博弈策略，使得追捕无人艇和逃逸无人艇达到了纳什均衡状态。该方法提高了非合作运动场景中无人艇的对抗性。
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公开(公告)号：CN113093739B
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202110322602.9
申请日：2021-03-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种多无人艇编队避碰的优化控制器、结构及方法，包括：编队制导模块、速度控制律模块、扰动观测模块、控制闸函数模块、优化控制模块及动力学控制律模块。本发明的控制器考虑了输入受限问题，使其满足输入控制约束，保证任何情况下的控制输入均为有界，避免了因输入饱和带来的一些问题。通过优化控制闸函数以及避碰约束函数，极大的简化了计算量，使其能够更加快速的达到稳定，同时大大节约了成本。在原有控制系统的基础上优化了控制模块，保留原有的基本控制功能，同时改进性能，节约重新设计的成本。
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公开(公告)号：CN117055564A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202311152088.4
申请日：2023-09-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种带有状态量化和输入量化的无人船舶有限时间航向跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息，建立无人船舶的航向控制数学模型，采用均匀量化器分别对控制系统中的状态变量和控制输入进行量化处理；利用扩张状态观测器估计量化后的状态变量及控制系统中存在的不确定项，并将估计值用于无人船舶航向跟踪控制器的设计；基于Terminal滑模控制策略设计系统控制律，构造Terminal滑模面使得跟踪误差能够在有限时间内收敛；基于Lyapunov稳定性理论，证明扩张状态观测器和Terminal滑模控制器的稳定性、闭环控制系统中量化变量和非量化变量之间误差的有界性，最终证明本发明提供的带有状态量化和输入量化的无人船舶有限时间航向跟踪控制系统的稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116400682A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310199190.3
申请日：2023-03-03
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供了一种基于采样优化的无人船轨迹规划方法，涉及无人船运动规划技术领域，包括如下步骤：基于双目图像信息构建并实时更新无人船目前所处的三维占据栅格地图；根据所述叶子节点和根节点形成八叉树地图；对所述八叉树地图进行避开障碍物的路径点的搜索，得到路径点；得到路径曲线；将所述路径曲线按照弗雷内坐标系进行横向轨迹和纵向轨迹的采样；分别构造关于制动时间、离轨迹的横向距离、速度的评价函数，分别求取关于制动时间、离轨迹的横向距离、速度的评价函数值；选取评价函数值最小的轨迹作为最优轨迹。本发明以障碍物膨胀的方法构造八叉树地图，在优化后的八叉树地图上进行轨迹规划，提高了轨迹的安全性。
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公开(公告)号：CN114326818B
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202210022791.2
申请日：2022-01-10
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种基于动态事件触发的无人机输出反馈协同控制系统，包括多个无人机控制模块通过通信拓扑模块连接；协同模块与通信拓扑模块、动态事件触发模块和分布式动态补偿模块连接；一致性控制模块分别与分布式动态补偿模块和分布式观测模块连接；无人机控制模块与一致性控制模块连接；且分别与分布式观测模块连接；动态事件触发模块与分布式动态补偿模块连接；动态事件触发模块与通信拓扑模块连接。本发明通过动态事件触发机制的设计，减少了网络之间不必要的通信传输以及因连续通信带来的不必要的机载能量消耗，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：CN114408122B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210102027.6
申请日：2022-01-27
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种船舶防碰撞控制系统的设计方法，其特征在于，包括：船舶运动模块、路径跟踪制导模块、人机共融制导模块；船舶运动模块的输入端与人机共融制导模块的输出端相连、输出端与路径跟踪制导模块和人机共融制导模块的输入端相连；路径跟踪制导模块的输入端与船舶运动模块的输出端相连、输出端与人机共融制导模块的输入端相连；人机共融制导模块的输入端与船舶运动模块和路径跟踪制导模块的输出端相连、输出端与船舶运动模块的输入端相连。本发明基于无人水面船舶和障碍物之间的距离，引入人类驾驶员的活动参数，通过调节共融控制权从而缓和人机共驾的冲突，能够强制执行约束或在有意图时采取最佳行动，充分发挥人类和自动化协调能力。
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公开(公告)号：CN109977587B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN201910272477.8
申请日：2019-04-04
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种直流电机推进无人水面艇速度控制器设计方法，具有如下步骤：S1、建立用于推进无人水面艇的直流电机模型、无人水面艇的螺旋桨模型和无人水面艇的前向速度模型；S2、根据步骤S1中各模型建立直流电机推进的无人水面艇模型；S3、根据直流电机推进的无人水面艇模型的不确定项，采用基于神经网络的航速辨识器和转速辨识器来逼近不确定项；S4、从航速辨识器和转速辨识器获得不确定项信息，采用动态面控制设计方法设计直流电机推进无人水面艇速度控制器。与现有的无人水面艇速度控制器相比，本发明采用基于神经网络的辨识器来逼近直流电机、螺旋桨以及无人艇速度动力学中的不确定性，有效提高了无人水面艇速度控制系统的动态响应速度。
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公开(公告)号：CN114755947A
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210273284.6
申请日：2022-03-18
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明一种无模型的抗干扰控制器结构，属于非线性系统抗干扰控制领域，该控制器结构包括：无模型控制器、基于反馈机制建立扩张状态观测器，数据记录模块分别将输出信号前一次值和当前值作差及将时间导数上一次和当前值进行作差运算，得到输出信号的变化值和时间导数的变化值；对被控系统的控制输入增益的估计值的自适应增益估计器模块；无模型控制器接收输入的状态跟踪误差信号、扩张状态观测器对的新的扩张状态的估计和自适应增益估计器输出的被控系统的控制输入增益的估计值，无模型控制器将输出控制信号传送给被控系统，该结构能够实现对于被控系统的未知扰动的估计值和控制输入增益估计值在有限时间内快速收敛到实际值，满足设计目标。
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