公开(公告)号：CN119439711A

公开(公告)日：2025-02-14

申请号：CN202411439574.9

申请日：2024-10-15

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 李伟 ,  岳远宁 ,  刘姝彤 ,  宁君 ,  张德利 ,  张军 ,  宁思旭

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种欠驱动无人船轨迹跟踪控制方法，将基于事件触发机制带有输入量化和输出受限用于欠驱动无人船轨迹跟踪控制，包括：获取周围环境及其他船舶的海况信息，建立无人船的轨迹跟踪控制模型；采用复合量化器对控制系统的控制输入进行量化处理，使用线性解析模型描述输入量化过程；基于输出受限理论，设计障碍李雅普诺夫函数，利用神经网络系统对欠驱动无人船模型中的不确定项以及外部干扰进行补偿，获取欠驱动无人船的轨迹跟踪控制器和自适应率；引入事件触发机制，基于事件触发策略，更新欠驱动无人船系统的控制率；证明在无需量化参数的先验信息时，设计的欠驱动无人船轨迹跟踪控制系统的稳定性，所有信号都是最终有界的，避免Zeno行为。

公开(公告)号：CN119200590A

公开(公告)日：2024-12-27

申请号：CN202411287300.2

申请日：2024-09-13

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 刘陆 ,  冯浩 ,  蔡保华 ,  彭周华 ,  宁君 ,  王安青 ,  王浩亮 ,  古楠

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开了一种基于自适应扩张状态观测器的无人船动力学控制器，属于无人船动力学控制技术领域，包括：控制器模块、预估器模块以及ESO模块；控制器模块用于跟踪运动学制导信号，并输出无人船的控制信号；所述预估器模块用于根据控制器模块输出的控制信号以及无人船的实际速度信号向控制器模块输出无人船航向角度估计信号；所述ESO模块用于根据控制信号、无人船的实际速度信号以及预估器模块输出的无人船航向角度观测信号向控制器模块输出无人船扰动估计信号。本发明不仅能够同时对模型参数信息和集总扰动进行在线估计，而且根据估计结果实现无人船无模型抗干扰控制器的设计。

公开(公告)号：CN119045482A

公开(公告)日：2024-11-29

申请号：CN202411121733.0

申请日：2024-08-15

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 李伟 ,  岳远宁 ,  刘姝彤 ,  宁君 ,  张德利 ,  张军 ,  宁思旭

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明提供一种带有输入量化和输出约束的自适应神经网络无人船舶航向控制方法，包括：S1、获取周围环境以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；S2、采用复合量化器对控制系统中的控制输入进行量化，并利用线性解析模型描述输入量化过程；S3、基于输出约束理论，设计障碍李雅普诺夫函数，获取无人船舶的航向控制器；S4、基于李雅普诺夫稳定性理论，证明在无需量化参数的先验信息时，设计的带有输入量化和输出约束的自适应神经网络无人船舶航向控制系统的稳定性，且闭环控制系统中的所有信号都是一致，最终有界的。本发明技术方案可以改善无人船舶的航向性能。

公开(公告)号：CN118915455A

公开(公告)日：2024-11-08

申请号：CN202410974557.9

申请日：2024-07-19

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  李锦辉 ,  李章旭 ,  古楠 ,  韩冰 ,  王安青 ,  王浩亮 ,  刘陆 ,  宁君 ,  王丹

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供了一种考虑安全优化的多目标博弈追越路径规划控制器及方法，涉及智能船舶路径规划技术领域，智能船舶运动学模块，所述智能船舶运动学模块接收来自分段多项式路径优化模块的前向速度和来自控制障碍函数安全优化模块的艏摇角速度，所述智能船舶运动学模块输出状态信息至序列式博弈优化规划器模块和控制障碍函数安全优化模块；本发明将灵敏性分析与最佳迭代响应算法结合而设计的博弈优化规划器，将博弈优化算法通过序列式计算规划方法将智能船舶与多艘待追越的目标船舶构造两方非合作博弈，可以在多约束条件下，减少了路径规划迭代的总次数，加快了整体规划的速度。

公开(公告)号：CN118778643A

公开(公告)日：2024-10-15

申请号：CN202410762400.X

申请日：2024-06-13

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 彭周华 ,  师啸天 ,  罗欢 ,  古楠 ,  韩冰 ,  刘陆 ,  王安青 ,  王浩亮 ,  王丹 ,  宁君

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明一种动力学约束下基于采样的无人艇安全轨迹生成方法，包括以下步骤：对该初始路径进行剪枝操作，得到剪枝后的无碰撞路径的点集合Ωfcut；基于无人艇相对于目标点qtarget的距离ρ、无人艇航迹角ψ、无人艇期望朝向θ以及无人艇侧滑角速度的估计值#imgabs0#设计位姿控制器；基于剪枝后的无碰撞路径的点集合Ωfcut，输入到位姿控制器中，得到预测的加速度和角加速度；基于预测的加速度和角加速度，输出到无人艇运动学模型，得到无人艇的预测轨迹；基于无人艇的预测轨迹与路径变形策略，得到减枝后的无碰撞路径点集合Ωfinal；减枝后的无碰撞路径点集合Ωfinal输入到位姿控制器中，得到实际加速度和角加速度；基于实际的加速度和角加速度，输出到无人艇运动学模型，得到无人艇的安全轨迹。

公开(公告)号：CN117872736A

公开(公告)日：2024-04-12

申请号：CN202311674055.6

申请日：2023-12-07

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  王雨 ,  马一帆 ,  刘陆 ,  彭周华 ,  李铁山 ,  李伟 ,  陈俊龙

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种带有输入量化和状态量化的无人船舶自适应轨迹跟踪控制方法，包括：结合反步法和动态面控制技术，设计系统控制律，并利用扰动观测器估计控制系统中存在的未知外界干扰；采用均匀量化器量化控制系统中的控制输入和状态变量，并使用线性分析模型描述输入量化的过程；基于扰动观测器，利用量化状态递归设计无人船舶轨迹跟踪控制器，并证明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，无需量化参数的先验信息，即可对带有输入量化和状态量化的无人船舶轨迹进行跟踪。本发明针对水面无人船舶的海上通讯带宽受限问题，设计基于扰动观测器的无人船舶自适应轨迹跟踪控制器，解决了带有输入量化和状态量化的无人船舶轨迹跟踪问题。

公开(公告)号：CN117519187A

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202311627211.3

申请日：2023-11-30

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  王雨 ,  李志慧 ,  崔峰 ,  李伟

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明提供一种带有输入量化和慢时变扰动的无人船舶事件触发航向跟踪控制方法，包括：采用迟滞量化器对控制系统中的控制输入进行量化，并使用线性分析模型描述输入量化的过程；利用扰动观测器对控制系统中存在的慢时变外界干扰进行估计；基于时变阈值事件触发机制，设计无人船舶航向控制器；基于Lyapunov稳定性理论，证明在无需量化参数的先验信息的情况下，设计的带有输入量化和慢时变扰动的无人船舶事件触发航向跟踪控制系统的稳定性。本发明的技术方案针对水面无人船舶的海上通讯带宽受限问题，通过设计基于事件触发机制的无人船舶航向控制器，解决了带有输入量化和慢时变扰动的无人船舶航向跟踪问题。

公开(公告)号：CN117111517A

公开(公告)日：2023-11-24

申请号：CN202311152090.1

申请日：2023-09-07

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  黄寓旸 ,  王二月 ,  崔峰 ,  林艳 ,  李伟

IPC: G05B19/042

Abstract: 本发明提供一种基于高增益观测器的船舶航向量化输入输出反馈控制方法，包括：对船舶输出函数未知的二阶非线性系统的输出反馈控制问题进行数学建模；采用对数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；针对量化后的状态变量及控制系统中存在的不确定项，利用高增益观测器进行估计，并将估计值用于无人船舶航向跟踪控制器的设计，设计一个带有自适应滑模增益的新控制器并结合扇形约束方法来补偿量化误差的影响；基于Lyapunov稳定性理论验证闭环控制系统的稳定性以及量化误差的有界性。本发明针对水面无人船舶的海上通讯受限问题，设计基于高增益观测器的无人船航向控制器，解决了带有状态量化和输入量化的无人船航向跟踪反馈控制问题。

公开(公告)号：CN117055565A

公开(公告)日：2023-11-14

申请号：CN202311152089.9

申请日：2023-09-07

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  黄寓旸 ,  刘子涵 ,  邵年骏 ,  刘陆 ,  彭周华 ,  李铁山

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明提供一种带有避碰策略的异构UAV‑USVs编队系统的协同控制方法，包括：利用坐标转换方法对系统进行解耦处理，在XY平面上构建一种统一的UAV和USV动力学模型；采用图论方法与领导‑跟随法相结合的编队结构框架，设计基于人工势场法的USVs系统的编队避碰控制策略；设计基于扩展状态观测器的编队控制协议，用于在模型不确定性和外部干扰情况下的异构系统在XY平面上跟踪预先设计好的轨迹；设计一个UAV的高度控制器，实现UAV在Z轴上的高度跟踪控制，以保证异构系统的协同编队形成；在输入状态稳定性的基础上，基于Lyapunov稳定性理论，证明控制结构的稳定性，并且闭环系统中的所有信号最终都被约束。

公开(公告)号：CN115437251A

公开(公告)日：2022-12-06

申请号：CN202211060827.2

申请日：2022-08-31

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 宁君 ,  马昊冉 ,  彭周华 ,  刘陆 ,  李铁山 ,  陈俊龙

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种带有输入量化的USV路径规划与模糊自适应跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息，设置参数；采用模拟退火算法改进传统人工势场法对海况信息下的本船进行合理规避障碍物的路径规划；对规划的路径作曲线拟合得出优化后的路径，并将优化后的路径用一条函数曲线表示，将曲线作为船舶运动控制系统的期望输入；设计基于扩张状态观测器的运动学制导律和自适应模糊量化控制器，对船舶规划路径进行跟踪。本发明采用模拟退火算法改进的人工势场法进行船舶路径规划，将规划的优化路径作为船舶运动控制系统的期望输入，基于扩张状态观测器设计船舶运动学跟踪控制率，通过设计自适应模糊量化器解决了欠驱动船舶路径跟踪问题。