公开(公告)号：CN112631305B

公开(公告)日：2024-04-05

申请号：CN202011580559.8

申请日：2020-12-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  吕光颢 ,  王丹 ,  尹勇 ,  刘陆 ,  王浩亮

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开了防碰撞抗干扰多无人船编队控制系统，包括用于对受控无人船模块建立的运动学与动力学模型进行重构的模型重构模块，获取无人船编队中与所述无人船存在信息交互的无人船信息并发送至位置预测控制模块的交互信息网络拓扑模块，获取无人船的航行信息和交互信息计算纵向速度控制输入和参考艏摇角序列并输入至艏摇角预测控制模块的位置预测控制模块，计算艏摇角速度控制输入值并输入至无人船运动学与动力学模型模块的艏摇角预测控制模块，以及计算艏摇角方向和模型不确定和时变海流扰动未知函数的估计值的不确定与扰动估计模块。该系统可以实现在复杂海洋环境下，提高无人船的抗扰动性与控制精确性，并能防止编队中无人船之间的碰撞。

公开(公告)号：CN109583144B

公开(公告)日：2022-10-14

申请号：CN201910016713.X

申请日：2019-01-08

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  吕光颢 ,  王丹 ,  刘陆 ,  古楠

IPC: G06F30/20

Abstract: 本发明公开了一种无人海洋航行器动力学优化控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括扰动观测器、指令调节器和动力学控制器。本发明将降维扰动观测器、指令优化调节器和动力学控制器相结合，使得内外部扰动与不确定性信息得到准确估计并传送至动力学控制器。从而解决了无人航行器的内外部扰动和无人海洋航行器的动力学约束问题，本发明不依赖于精确的无人海洋航行器模型，更加易于工程实现。本发明同时考虑了输入约束与状态约束，并采用滚动时域预测，建立优化目标函数，运用神经动力学优化求解得到满足约束条件的制导信号，使得控制信号满足无人海洋航行器的实际物理约束，从而大大提高无人海洋航行器的性能。

公开(公告)号：CN109828467B

公开(公告)日：2021-09-07

申请号：CN201910157559.8

申请日：2019-03-01

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  古楠 ,  王丹 ,  吕光颢 ,  刘陆

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种数据驱动的无人船强化学习控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括未知信息提取模块、预测模型生成模块、奖励函数模块和滚动时域优化模块。本发明是基于数据驱动的，无需对被控无人船进行精确数学建模。控制器仅利用未知信息提取模块收集无人船的控制输入与输出状态数据信息并提取到动力学未知函数，通过预测模型生成模块对提取信息进行重构得到预测模型，控制器不依赖于精确无人船人工建模。本发明不需要针对运动学与动力学两级分别设计不同的控制器。通过预测模型和设定的奖励函数，对控制输入进行滚动时域优化达到最优的控制效果。本发明同时适用于全驱动无人船与欠驱动无人船。

公开(公告)号：CN109828467A

公开(公告)日：2019-05-31

申请号：CN201910157559.8

申请日：2019-03-01

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  古楠 ,  王丹 ,  吕光颢 ,  刘陆

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种数据驱动的无人船强化学习控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括未知信息提取模块、预测模型生成模块、奖励函数模块和滚动时域优化模块。本发明是基于数据驱动的，无需对被控无人船进行精确数学建模。控制器仅利用未知信息提取模块收集无人船的控制输入与输出状态数据信息并提取到动力学未知函数，通过预测模型生成模块对提取信息进行重构得到预测模型，控制器不依赖于精确无人船人工建模。本发明不需要针对运动学与动力学两级分别设计不同的控制器。通过预测模型和设定的奖励函数，对控制输入进行滚动时域优化达到最优的控制效果。本发明同时适用于全驱动无人船与欠驱动无人船。

公开(公告)号：CN109581876A

公开(公告)日：2019-04-05

申请号：CN201910017243.9

申请日：2019-01-08

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  吕光颢 ,  王丹 ,  刘陆

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种无人船的事件触发状态观测器结构及其设计方法，所述的观测器结构，包括事件触发模块、位置观测模块、扰动观测模块和速度观测模块。本发明所需传感器数量少，仅通过无人船定位系统输出的位置状态信息即可观测出无人船的速度信息与无人船在海洋环境中所受的集总扰动信息，不依赖于传感器与精确的无人船模型，易于海洋环境中的工程实现。本发明可以避免高增益状态观测器可能引起的高频震荡，调节参数少，计算负荷低，有利于实际微处理器的实时计算，从而可以提高无人船的整体性能。本发明设计了相应情况下合理的触发机制，减少了一些不必要的更新计算时刻点，从而减小了系统的损耗与计算负荷，节省了无人船有限的处理器资源。