公开(公告)号：CN115981362A

公开(公告)日：2023-04-18

申请号：CN202211333692.2

申请日：2022-10-28

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 蔡博 ,  李博 ,  张立宪 ,  李云鹏 ,  朱益民 ,  翁睿 ,  纪小宇 ,  赵振廷

IPC: G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种基于隐马尔可夫链的固定翼无人机容错优化控制方法，涉及无人机控制技术领域。本发明的技术要点包括：选择多个无人机系统初始状态，基于分段齐次发射概率隐马尔可夫跳变模型为每个系统初始状态求取最优解，获取满足闭环系统稳定性、递推可行性和系统约束的反馈控制增益和可行区域，从而获取系统状态、可行区域、反馈控制增益的对应关系；对于无人机系统的实际状态，在每一时刻判断当前系统状态所处的可行区域；根据对应关系，获取对应的反馈控制增益，以使每个时刻控制器根据对应的反馈控制增益控制无人机飞行。本发明有效解决了观测模态与系统实际模态不匹配且发射概率为时变的问题，提高了故障无人机在飞行过程中的安全可靠性。

公开(公告)号：CN114571926A

公开(公告)日：2022-06-03

申请号：CN202210213747.X

申请日：2022-03-04

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 董逸飞 ,  张立宪 ,  朱益民 ,  杨嘉楠 ,  丁一航 ,  吴桐 ,  蔡博

IPC: B60C99/00

Abstract: 一种被动轮式空地两用机器人的轻量化抗冲击轮结构设计方法，涉及空地两用机器人技术领域。本发明为了解决现有的空地两用机器人的轮式结构无法同时满足轻量化与抗冲击的需求，以及现有的轮结构设计不适合空地两用机器人的批量化生产，造成生产效率低的问题。技术要点：轮辐结构采用平面蜂窝构型，蜂窝层数与轮径直接相关，在确定轮内径和外径后，根据外径与内径的差值分配蜂窝层数，确定蜂窝层数及每层蜂窝的层宽并生成轮辐结构；在轮结构材料属性已知且轮径尺寸确定的情况下得到构型参数变化的下确界；根据轮辐结构以及构型参数的最小值，通过计算生成同类数据组成轮型参数的数据组。利用本方法实现在遵循轻量化设计准则的同时保证轮型结构强度。

公开(公告)号：CN112114522B

公开(公告)日：2021-09-17

申请号：CN202011004934.4

申请日：2020-09-22

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 袁帅 ,  张立宪 ,  蔡博 ,  张瑞先 ,  梁野

IPC: G05B13/04 ,  G06F17/16 ,  G06F17/13

Abstract: 一种基于切换自适应算法的四旋翼飞行器故障容错控制方法，属于航空飞行器控制领域，用以解决在存在输入故障以及动力学参数未知的情况下，大机动四旋翼飞行器不能保证对期望信号良好跟踪的问题。该方法的技术要点包括构建包含未知输入故障和未知动力学参数的四旋翼飞行器分段仿射线性系统、参考系统、控制器；根据分段放射线性系统、参考系统、控制器获取误差系统模型；根据分段放射线性系统和参考系统设计基于驻留时间约束的切换信号；根据误差系统模型和切换信号获取控制器中控制参数的自适应律。本发明方法能够大机动四旋翼飞行器对期望信号良好的跟踪性能，可应用于四旋翼飞行器的飞行控制以保证其在输入故障和动力学参数未知情况下稳定飞行。

公开(公告)号：CN115657725B

公开(公告)日：2024-06-18

申请号：CN202211403755.7

申请日：2022-11-10

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 张立宪 ,  李云鹏 ,  杨嘉楠 ,  蔡博 ,  丁一航 ,  吴桐 ,  韩岳江 ,  梁野

IPC: G05D1/46 ,  G05D1/622

Abstract: 本发明公开了一种子母式无人机投放决策及路径规划一体化方法及系统，涉及无人机路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：根据子母式无人机任务需求，构建三维地图环境；确定子母式无人机的子机数量及各个子机的目标位置；根据各个子机的目标位置和地势高度建立路径代价函数；利用改进的粒子群算法获得子母式无人机中母平台及子机的飞行路径，其中子机的初始飞行路径点即为被投放位置。本发明以子母式无人机投放过程特有的分离点选取为核心，填补了子母式无人机路径规划方法的研究空白；针对传统粒子群算法收敛速度过快，易陷入局部最优的问题，提出改进粒子群算法，兼顾了路径优化中的局部最优性与全局最优性，有效提高了规划路径的质量。

公开(公告)号：CN114137837B

公开(公告)日：2024-06-04

申请号：CN202111393634.4

申请日：2021-11-23

Applicant: 哈尔滨工业大学 ,  中国航天科工集团第二研究院

Inventor： 张立宪 ,  吴桐 ,  翁睿 ,  蔡博 ,  李昆鹏

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种面向无人挖掘的自动装载控制方法，本发明属于工程机械无人化控制技术领域，本发明为了实现挖掘机械无人化作业中的自动装载功能，特别是解决大惯性、强干扰下的回转控制问题，以避免回转过程发生机械冲击、制动不平稳等现象，适应铲斗物料装载量、卸料位置、承机面坡度、物料力学特性等工况变化。本发明包括：数据接收与处理；铲斗对准装载目标：装载目标与挖掘机械的相对位姿关系，基于预先设定的装载策略计算装载位置，进而基于挖掘机械工作装置的几何模型求解期望关节角度，作为关节角度控制的参考输入；铲斗卸料；铲斗复位与状态更新。本发明能够实现铲斗对准、卸料、复位等作业流程的自动执行，从而完成无人化挖掘机械的自动装载任务，提升露天采矿等非理想工况下挖掘机械装载作业的安全性与作业效率。

公开(公告)号：CN114571926B

公开(公告)日：2024-01-30

申请号：CN202210213747.X

申请日：2022-03-04

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 董逸飞 ,  张立宪 ,  朱益民 ,  杨嘉楠 ,  丁一航 ,  吴桐 ,  蔡博

IPC: B60C99/00

Abstract: 一种被动轮式空地两用机器人的轻量化抗冲击轮结构设计方法，涉及空地两用机器人技术领域。本发明为了解决现有的空地两用机器人的轮式结构无法同时满足轻量化与抗冲击的需求，以及现有的轮结构设计不适合空地两用机器人的批量化生产，造成生产效率低的问题。技术要点：轮辐结构采用平面蜂窝构型，蜂窝层数与轮径直接相关，在确定轮内径和外径后，根据外径与内径的差值分配蜂窝层数，确定蜂窝层数及每层蜂窝的层宽并生成轮辐结构；在轮结构材料属性已知且轮径尺寸确定的情况下得到构型参数变化的下确界；根据轮辐结构以及构型参数的最小值，通过计算生成同类数据组成轮型参数的数据组。利用本方法实现在遵循轻量化设计准则的同时保证轮型结构强度。

公开(公告)号：CN116627151A

公开(公告)日：2023-08-22

申请号：CN202310445107.6

申请日：2023-04-23

Applicant: 哈尔滨工业大学人工智能研究院有限公司

Inventor： 纪小宇 ,  韩成哲 ,  丁一航 ,  吴桐 ,  张瑞先 ,  蔡博 ,  翁睿

IPC: G05D1/08 ,  G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种基于滑模自抗扰和改进PD的带臂旋翼飞行器控制方法及系统，其中，该方法包括：分别构建旋翼飞行器和机械臂的动力学模型；根据机械臂的动力学模型构建改进PD控制器；估计机械臂动作时对旋翼飞行器平台的总干扰估计值；根据旋翼飞行器的动力学模型构建位置环和姿态环的滑模自抗扰控制器；根据总干扰估计值输入该滑模自抗扰控制器中进行补偿，得到输出系统控制量，并将其转化为四个旋翼的速度控制量。该方法利用扩张状态观测器来观测旋翼飞行器平台受到的机械臂扰动，并结合非线性的滑模变结构控制实时补偿机械臂作业产生的干扰，同时基于动力学模型设计机械臂的改进PD控制器，提高带臂旋翼飞行器的作业精度和稳定性。

公开(公告)号：CN119975589A

公开(公告)日：2025-05-13

申请号：CN202510408428.8

申请日：2025-04-02

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 刘简鸣 ,  蔡博 ,  肖博 ,  赖昱彤 ,  李一帆

IPC: B62D57/024

Abstract: 本发明公开了一种全驱动多自由度足式爬壁机器人行进系统，涉及足式吸附型机器人的技术领域，解决了吸附型足式机器人在爬壁时机动能力有限、跨壁转移能力弱的问题，包括：躯干模块、多自由度足部组件、气路系统和主控模块，躯干模块的每一个角部安装有一个用于支撑及行走的多自由度足部组件，主控模块用于控制气路系统和多自由度足部组件运行，气路系统用于实现多个多自由度足部组件吸取地面，本发明中，当在单一竖直壁面上进行移动操作的时候，其能够具备更大的跨越步长，并且拥有更为灵活的转向方式；在跨越壁面转移时，保证了至少三个吸盘同时受力，大大提高了壁面转移时的安全性，同时之间的转移对壁面之间的夹角没有要求。

公开(公告)号：CN118760224A

公开(公告)日：2024-10-11

申请号：CN202410874431.4

申请日：2024-07-02

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 蔡博 ,  张建哲 ,  徐靖人

IPC: G05D1/495 ,  G05D1/46 ,  G05D101/10 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种基于模型预测控制的吊挂无人机位姿与抗摆控制方法及系统，涉及吊挂无人机抗摆控制技术领域。本发明的技术要点包括：构建吊挂负载四旋翼无人机动力学模型；对吊挂负载四旋翼无人机动力学模型进行线性化处理，得到时变近似线性化无人机吊挂系统状态方程；基于时变近似线性化无人机吊挂系统状态方程设计控制器；利用扩展卡尔曼滤波设计无人机吊挂系统状态估计器；利用无人机吊挂系统状态估计器估计状态，并反馈给控制器；利用控制器对吊挂负载四旋翼无人机进行位姿跟踪和控制。本发明降低了系统的控制难度，实现了对吊挂负载无人机负载摆动的高质量快速抑制和对无人机轨迹的快速最优条件跟踪。

公开(公告)号：CN115686064B

公开(公告)日：2024-07-19

申请号：CN202211403771.6

申请日：2022-11-10

Applicant: 哈尔滨工业大学

Inventor： 张立宪 ,  李云鹏 ,  蔡博 ,  刘鑫琦 ,  卢生奥 ,  吴桐 ,  梁野 ,  韩岳江

IPC: G05D1/46 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种基于改进A星算法的空投飞行器路径规划方法及系统，涉及飞行器路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：改进A星算法中采用正向搜索与反向搜索相结合，通过为每一个起点和目标点构建A星算法搜索分支，并将A星算法中的启发项改进为当前节点到其他搜索分支节点距离之和，解决了空投飞行器路径规划中确定空投分离点的问题，实现了同时包含分离点以及子机、载机各自路径信息的空投飞行器路径规划；同时提出了两种搜索策略：以本搜索分支节点到其他搜索分支封闭列表中的最新节点或者其他搜索分支的起点为启发项。本发明在保证无人子机和载机避障效果的同时，有着较高的计算效率，具有较高的工程应用价值。