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公开(公告)号：CN119575973A
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202411716048.2
申请日：2024-11-27
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于微分博弈的船舶编队协同避障与鲁棒控制方法，包括构建船舶避障函数，并基于第一性能指标函数设计最优虚拟控制律；构建用于镇定船舶位置动力学误差的第二性能指标函数，并结合第一最优价值函数获取船舶海洋状态干扰；设计用于镇定船舶状态动力学误差的第三性能指标函数以获取最优响应控制器；根据最优响应控制器获取艏向虚拟控制律；对艏向虚拟控制律的导数进行降阶处理，以获取艏摇运动动力学误差；构建用于描述艏摇运动干扰的第四性能指标函数，并结合第二最优价值函数获取船舶艏摇运动干扰；设计用于镇定船舶艏摇运动动力学误差的第五性能指标函数获取最优鲁棒控制器。本发明解决了目前已有船舶编队运动控制工程实践中“人工势场法不利于船舶高精度与安全航行”与“干扰观测器在海洋环境干扰中鲁棒性较弱”这两点技术问题。
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公开(公告)号：CN119310999A
公开(公告)日：2025-01-14
申请号：CN202411416726.3
申请日：2024-10-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/644 , G05D1/247 , G05D1/648 , G05D105/22
Abstract: 本发明实施例公开了一种具有性能博弈机制的船舶轨迹跟踪事件触发控制方法及系统，方法包括：S1、确定出船舶对应的位置误差和姿态误差；S2、设计第一性能指标和第一价值函数；S3、设计第一价值函数的负梯度估计值、最优虚拟控制律及在线学习律；S4、获得动力学参考信号及动力学控制误差；S5、定义第二性能指标和对应的第二价值函数；S6、设计第二价值函数对应的负梯度估计值、最优控制输入和最优触发误差；S7、判断是否满足触发规则；S8、改变船舶状态继续判断是否完成航行任务，未完成则重新确认船舶当前状态并返回S1。本发明解决了现有技术中“操作者难以得到最佳的触发效果和控制精度”与“船舶轨迹跟踪控制器在海洋环境干扰中鲁棒性较弱”的问题。
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公开(公告)号：CN118963131A
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202411032543.1
申请日：2024-07-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑输入延迟和饱和的自适应路径跟踪控制方法，通过建立制导虚拟小船的模型和动态虚拟船的模型，获取动态虚拟船DVS的位置横坐标、位置纵坐标以及动态虚拟船DVS的艏向角，并基于动态面DSC技术，获取艏向误差的滤波器变量和前进自由度上的滤波器变量；同时通过构建欠驱动船舶的动力学误差，获取艏摇自由度上的虚拟控制律以获取艏摇自由度上的滤波器变量；结合输入延迟辅助系统获取前进速度误差变量和艏摇角速度误差变量；最后获取基于IDAS和ISAS的路径跟踪控制器和自适应律，实现考虑输入延迟和饱和的自适应路径跟踪控制，提高了控制系统的精度和鲁棒性，降低了对系统动态性能的影响。本发明采用输入延迟辅助系统来预测和补偿延迟信号的影响，解决了当控制系统中的某个输入达到饱和状态时，控制器无法再通过该输入进行有效调节的问题，大大提高了控制系统的性能和稳定性。
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公开(公告)号：CN118672258A
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202410690382.9
申请日：2024-05-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开一种基于深度强化学习的多水面自主航行器编队航行决策方法，分别建立了领航者奖励函数以及基于考虑跟随者与障碍物间的距离的跟随者的奖励函数；进而根据所述领航者的总奖励值、领航者策略网络能够获取领航者的舵角、领航者的速度；同时根据有全球导航卫星系统和所述多水面自主航行器编队模型所获取的领航者的预测位置坐标，结合跟随者的总奖励值和跟随者策略网络，获取跟随者的舵角和跟随者的速度；最后通过跟随者的舵角、跟随者的速度、领航者的舵角和领航者的速度，实现对水面自主航行器编队航行进行控制。本发明根据虚拟领航者预计到达位置的坐标，来约束跟随者需要承担队形保持的任务执行，对领航者决策的依赖性较低，跟随者进行编队时的灵活性和适应性较强。并且基于领航者的控制指令较少，执行器的执行能耗大大降低，避免了出现执行器饱和的现象。
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公开(公告)号：CN118410745B
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202410888415.0
申请日：2024-07-04
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/28 , G06F17/11 , G06F30/25 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种船用二氧化碳灭火器喷雾模拟方法，包括：基于冲量方程对二氧化碳喷雾进行物理建模；求解冲量对流项，得到冲量粒子的更新位置；求解冲量拉伸项，得到冲量粒子拉伸后的冲量；根据冲量粒子的更新位置和冲量粒子拉伸后的冲量计算二氧化碳粒子的速度；根据二氧化碳粒子的速度得到二氧化碳粒子的更新位置；根据二氧化碳粒子的更新位置进行渲染，得到模拟结果。基于冲量方程对二氧化碳喷雾进行物理建模，是符合流体客观运动规律的物理方法，具备更好的物理真实感，可以更好的提升虚拟船用便携式灭火器仿真的场景沉浸感。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114661053B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202210395112.6
申请日：2022-04-14
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种考虑障碍船危险行为的船舶动态避障制导与控制方法，包括建立第一、第二虚拟小船、虚构小船、本船数学模型；根据航路点产生全局参考路径，第一虚拟小船基于全局参考路径航行；设置虚构小船的探测范围，根据探测范围判断本船与障碍船是否存在碰撞危险，当不存在碰撞危险时，第二虚拟小船跟随第一虚拟小船航行，本船跟随第二虚拟小船航行；当存在碰撞危险时，基于速度障碍法原理和虚构小船位置信息，计算避障参考信号，第二虚拟小船基于避障参考信号进行避障，本船根据控制系统跟随第二虚拟小船航行。能够同时保证船舶的全局路径跟踪和局部避障规划，通过将控制输入离散化减少了船舶通信负担。
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公开(公告)号：CN117311354B
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202311320587.X
申请日：2023-10-12
Applicant: 大连海事大学 , 大连海大智龙科技有限公司
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于精确任务导向的港作船自主路径规划及靠泊方法，包括设计紧迫度函数，设置靠泊点位、角度、速度，基于目标船的航向、靠泊角度以及我船的航速向量构建标准线，根据紧迫度函数的取值选择远离策略控制我船航行，根据我船、靠泊点位是否都在目标船一侧，选择异侧策略控制我船航行，根据我船是否在标准线之后以及我船与标准线之间的垂直距离选择粗旷导航策略或精细导航策略控制我船航行，根据我船在标准线之前以及我船与目标船之间的物理距离选择远距离调整策略或近距离调整策略控制我船航行，判断我船是否与目标船船体接触，若是进行靠泊，反之重新构建标准线。本发明基于不同的策略配置引力，实时规划船舶路径并提高了靠泊精度。
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公开(公告)号：CN117707162A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202311711869.2
申请日：2023-12-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于改进LVS制导的无人帆船动态事件触发控制方法，包括：建立无人帆船的非线性数学模型；获取改进的LVS制导律，以获取无人帆船的参考航向角；获取无人帆船的航向角误差；建立航向角虚拟控制器；获取艏摇方向动力学误差；建立触发控制律，获取无人帆船的控制律和自适应律，以对无人帆船进行控制。本发明通过改进的LVS制导律，解决了无人帆船制导结构存在参考艏向信号不连续特点，同时能够在横风和非横风航行状态下实现良好的跟踪效果，帆船能够沿着平缓的弧形路径航行。能够实现时变风向下无人帆船有效执行路径跟踪控制任务。动态事件触发技术还能够降低受外界扰动引起的控制输入频繁抖振现象，提高了控制算法的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN117494057A
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311846304.5
申请日：2023-12-29
Applicant: 大连海事大学 , 广东海洋大学 , 上海船舶运输科学研究所有限公司
IPC: G06F18/25 , G06F18/2135 , G06N3/048 , G06N3/082 , G06F17/18
Abstract: 本发明提供了一种基于分阶多尺度分解的船舶运动预报方法，涉及船舶与海洋工程技术领域，包括如下步骤：S1、采集船舶运动实测数据；S2、利用经验模态分解方法对船舶运动实测数据进行信息多尺度分解，并对高频分量进行离散小波变化，得到分解后分量；S3、用每一个分解后分量进行神经网络辨识和预报，动态调整神经网络的规模、隐节点数目和位置，通过变结构神经网络对每个分量进行分别预报；S4、对每个分量的预报结果进行信息重组，得到最终的预报模型。本发明用基于滑动窗口的变结构径向基函数神经网络的非线性动态拟合能力和对系统状态的动态反映能力，能够得到更精确的海上船舶运动预报。
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公开(公告)号：CN112947445B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202110178922.1
申请日：2021-02-09
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种采用冗余通信的分布式自适应船舶航迹保持系统，包括显示设置单元、控制中心单元及舵机指令交互单元三个部分，本发明考虑航海人员在航海工程实践中的船舶操纵需求进行功能设计，并根据功能设计分布式结构，从而提高航迹舵系统的可靠性。通过控制中心单元实现了双CAN总线条件下的冗余通信，与单CAN总线通讯相比能够有效识别通讯错误并处理，具有无需人工介入，自行重发的优点，保证了航迹舵系统全天候的安全稳定通讯。
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