公开(公告)号：CN119045491A

公开(公告)日：2024-11-29

申请号：CN202411159839.X

申请日：2024-08-22

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张显库 ,  范佳明 ,  章沪淦

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开了一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法，通过当前时刻船舶的误差向量，基于闭环增益成型算法，得到控制器的输出矩阵，进而基于复合函数非线性修饰方法，依次获取经过复合函数中的第一层函数作用后的过度矩阵和经过复合函数中的第二层函数作用后的船舶纵向运动数学模型的输入矩阵，并根据船舶纵向运动数学模型，得到下一个时刻的船舶的升沉位移的实际值与纵倾角度的实际值，以实现对船舶纵向稳定性的控制。本发明能够有效减小船舶升沉位移和纵倾角度，著提高了系统的鲁棒性能，解决了超调量过大的问题，同时能够减少控制能耗，提高了海浪干扰下船舶纵向运动的鲁棒性，增强了船舶在海浪干扰中的抗纵摇能力。

公开(公告)号：CN119024881A

公开(公告)日：2024-11-26

申请号：CN202411122259.3

申请日：2024-08-15

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张显库 ,  高诗杭 ,  章沪淦 ,  马道成

IPC: G05D1/695

Abstract: 本发明公开了一种基于模型预测控制的机船编队路径跟踪控制方法，包括S1构建考虑外界干扰的三自由度的无人船运动数学模型以及六自由度的无人机运动数学模型；S2基于虚拟结构编队法，并以时间为参数设计机船编队构型的无人船与无人机的参考轨迹；S3根据无人船运动数学模型构建非线性扰动观测器，以实现对无人船干扰的观测并在控制输入端对其进行补偿；S4基于模型预测控制算法，根据无人船与无人机的参考轨迹构建机船编队路径跟踪控制律，以根据机船编队路径跟踪控制律实现无人船与无人机编队路径跟踪的控制。解决了相比于无人机，无人船的可视距离和监查范围较小，所以在执行搜救或海事巡逻等任务时存在困难，而且现有的无人船‑无人机编队尚不能充分的考虑在存在环境干扰条件下对编队控制系统造成的不稳定影响的问题。

公开(公告)号：CN117873143A

公开(公告)日：2024-04-12

申请号：CN202410081956.2

申请日：2024-01-19

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张显库 ,  高诗杭 ,  章沪淦 ,  马道成

IPC: G05D1/485 ,  G05D101/10

Abstract: 本发明公开了一种受限水域下无人船‑无人机协同路径跟踪控制方法，通过建立无人船与水下无人艇的领导者‑追随者运动模型；并对受限水域下的无人船运动模型进行浅水修正；构建无人船的制导控制律实现由路径到船舶期望制导角的转变；设计扩张状态观测器，并基于线性自抗扰技术，根据所述扩张状态观测器构建无人船的路径跟踪控制律与四旋翼无人机的位置环控制律，已实现无人船与四旋翼无人机的协同路径跟踪，通过设计的扩张状态观测器实现对于不可测状态量的观测以及扰动量的观测和补偿，并结合遗传算法实现参数在线调整，降低参数调节难度且增强了下无人船‑四旋翼无人机控制器的鲁棒性。

公开(公告)号：CN117369253A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311095845.9

申请日：2023-08-29

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张显库 ,  高诗杭 ,  章沪淦 ,  范佳明

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种水下无人艇轨迹跟踪制导策略的制定方法，通过采用投影垂直制导方法，将轨迹跟踪控制过程转化为速度控制和航向控制过程，并采用滑模控制器对水下无人艇的速度、航向以及深度建立无人艇虚拟控制律，由于水下无人艇在轨迹跟踪过程中容易受到外界环境干扰和模型参数的扰动，采用扰动观测器对扰动进行估计，并将扰动反馈到控制器设计中优化水下无人艇虚拟控制律，根据优化后的水下无人艇虚拟控制律更好的实现了水下无人艇轨迹跟踪制导。

公开(公告)号：CN116859933A

公开(公告)日：2023-10-10

申请号：CN202310920963.2

申请日：2023-07-25

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张显库 ,  章沪淦 ,  范佳明

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明公开了一种新型的超大型欠驱动船舶路径跟踪预测LOS制导方法，包括：S1、建立包含风、浪干扰及非线性项的船舶仿真模型和包含外部扰动的船舶设计模型；S2、获取高阶非线性观测器，以获取船舶速度和外部未确定扰动；S3：获取船舶的虚拟参考艏向角；S4：考虑当前时域的路径偏差和未来时域的路径偏差的总路径跟踪偏差，获取船舶的预测LOS虚拟艏向角；S5：获取船舶的控制律，以对新型的超大型欠驱动船舶的路径进行控制。本发明针对超大型欠驱动船舶制定对应导航策略，解决了超大型欠驱动船舶在轨迹跟踪过程中容易出现的超调问题。为提高超大型船舶航行的安全性提供理论指导。