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公开(公告)号：CN109581876B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN201910017243.9
申请日：2019-01-08
Applicant: 大连海事大学
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。
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公开(公告)号：CN109739089B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN201910013538.9
申请日：2019-01-07
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种无人驾驶船舶非周期采样远程操控系统及设计方法，所述的秕包括逼近器、预估器、比较器、保持器、动力学控制器、存储器、事件触发器和无线通信网络。本发明的系统采用非周期采样，通过事件触发器来控制无线网络的通信。相比于传统周期采样控制系统，能够在保证系统性能稳定的同时有效降低处理器的计算量、无线通信的数据量和执行器的动作次数，从而能降低能耗和硬件损耗。本发明在采用非周期采样的同时，利用神经网络使用非周期采样的数据能较好的逼近模型不确定性和环境扰动。所设计动力学控制器的控制信号是有界的，能够有效避免控制器饱和问题。本发明既可用于全驱动无人驾驶船舶，也可用于欠驱动无人驾驶船舶。
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公开(公告)号：CN109752957B
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN201910026842.7
申请日：2019-01-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇的制导指令调节器结构及设计方法，所述的结构包括制导指令调节器和闭环控制器。本发明所设计的无人艇制导指令调节器，对外环给定指令信号进行优化处理，考虑了无人艇的模型不确定性与海洋环境引起的外部扰动问题，并且制导指令调节器优化处理后得到制导指令信号同时满足无人艇的输入约束与状态约束，解决了现有的一些方案中运动学制导律违反无人艇实际物理特性的问题，使得控制性能得到提高。本发明所设计的无人艇制导指令调节器在处理制导信号时不依赖于精确的无人艇模型，无需进行多步的预测计算，节省了无人艇控制系统的计算资源与计算时间，从而能够快速跟踪外部时变指令信号，提高无人艇的机动性。
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公开(公告)号：CN109407671B
公开(公告)日：2021-06-29
申请号：CN201811512474.9
申请日：2018-12-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动无人船目标包围控制器结构及设计方法，所述的结构由位置计算单元、速度观测器、模糊逼近器、距离控制器、航向控制器和动力学控制器组成；所述的位置计算单元接收无人船状态和目标相对位置信息；速度观测器接收无人船速度信息，距离控制器接收给定围绕距离；动力学控制器与受控欠驱动无人船和模糊逼近器相连；所述模糊逼近器接收无人船状态信息。本发明实现了无人船对时变速度目标的包围控制。该控制器能够利用无人船状态和目标相对位置信息有效估计相对动态信息，并基于反步法设计控制律。控制器只利用角速度信号就可以实现目标包围控制，因此既适用于全驱动无人船，也适用于欠驱动无人船。
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公开(公告)号：CN112947448A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110182003.1
申请日：2021-02-09
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种无人船集群协同包围多目标模糊控制器结构及设计方法，其中，控制器结构可以实现在每艘无人船只接受部分目标个体信息的条件下，对整个目标群体几何中心的协同包围，拓展了无人船协同运动控制的应用领域。本发明的无人船集群采用环形通信拓扑结构，每艘无人船只与相邻两艘邻居船通信，消除了对集群全局信息的依赖，有利于克服海洋环境对通信带宽和通信距离的约束。本发明的设计方法通过运动学虚拟控制律设计消除了横漂速度对协同包围的影响，通过建立模糊预估器逼近并补偿了动力学未知非线性函数，并利用动态面控制技术有效克服了传统反步法计算爆炸的问题，有利于无人船协同多目标包围在实际海洋环境中的实现。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109407680B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201811626628.7
申请日：2018-12-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种无人船编队重构的分布式目标协同分配方法，包括：S1、建立无人船编队重构中目标分配模型；S2、无人船ui根据代价函数计算方式得出代价向量ci；S3、无人船ui根据代价向量ci与出价规则自主决策选择目标点进行出价，得到各自的一组价格向量Poldi；S4、无人船ui将各自的价格向量信息Poldi广播给各自的邻居无人船；S5、完成分配。本发明所述的无人船编队重构的分布式目标协同分配方法，提出的一种无通信中心分布式协同目标分配方法，减小了对通信中心的依赖与通讯带宽，提高系统鲁棒性。同时考虑欠驱动无人船的特性，设计出一种基于Dubins曲线的代价函数，量化描述无人船到目标点的代价，解决基于直线的代价函数所忽略的运动学约束问题。
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公开(公告)号：CN112650257A
公开(公告)日：2021-04-13
申请号：CN202011613185.5
申请日：2020-12-30
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本申请公开了一种无人艇区域保持控制方法及装置，所述方法包括，先确定所述无人艇的虚拟控制律；再确定所述无人艇的速度跟踪的非线性滑模面；再结合所述虚拟控制律获得所述无人艇的鲁棒滑模控制器；最后根据预设的所述跟踪误差的阈值，设置所述鲁棒滑模控制器发出所述控制信号的事件触发条件，并当所述事件触发条件满足时，所述鲁棒滑模控制器发送所述控制信号给所述无人艇的推进器，实现所述无人艇的区域保持控制。本申请通过引入对称障碍李雅普诺夫函数将区域保持问题转化为具有输出状态变量约束系统的控制问题，简化了区域保持控制策略，并进一步通过设置事件触发机制，在完成区域保持的同时降低了推进器动作频率，延长了推进器使用寿命。
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公开(公告)号：CN111352344A
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN202010131320.6
申请日：2020-02-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明实施例公开一种动态完全未知系统的数据驱动自适应预估器，其特征在于，包括：控制器模块、扩张状态观测器模块、堆栈器模块、鲁棒性预估器模块；所述控制器模块能够基于所述系统中的状态参数、鲁棒性预估器模块中的控制输入增益参数、扩张状态观测器中的输出参数、所述系统的期望状态参数、控制参数估计标量参数获取控制输入参数以作为所述系统的输入值。本发明不仅可以实现短时间内迅速对系统参数b0、θ1和 进行精确稳定辨识，同时能够消除对系统状态参数的导数的依赖性，使得该设计方法更利于实际的工程应用。
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公开(公告)号：CN108197350B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201711310223.8
申请日：2017-12-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明涉及一种无人船速度和不确定性估计系统及设计方法。依本发明可以将回声状态网络应用于无人船的速度估计中，利用回声状态网络逼近模型不确定性和环境扰动，使系统不仅能够获得目标速度的观测值，而且可以逼近如模型参数的不确定、流体动力学的未建模、风浪和洋流引起的外部干扰产生的未知动态，有效解决了含有模型不确定性和未知环境扰动的状态观测问题。回声状态网络的引入克服了传统的神经网络基于梯度下降的学习算法带来的慢收敛、容易陷入局部极小、训练过程复杂等问题。本发明采用带有低频学习环节的神经网络逼近系统不确定性，有效滤除高增益学习率可能引起的高频震荡，实现对含有未知动态系统的稳定状态观测。
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公开(公告)号：CN108595819B
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201810354603.X
申请日：2018-04-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明公开了一种基于转换矩阵的变压器三相模型建立方法，包括以下步骤：建立三相变压器的原始导纳矩阵Yp，并根据变压器原副边连接方式修改Yp阵的变比；根据原边连接方式确定原边电压变换矩阵Cp；根据原副边接线方式确定Csp和Cps；根据组别标号由基本副边电压变换矩阵Css经转换矩阵转换得副边电压变换矩阵Cs并修改Cps；根据电压变换矩阵各子矩阵形成变压器的电压变换矩阵C和电流变换矩阵G；根据Yp阵和变换矩阵推导三相变压器节点导纳矩阵YTn。本发明解决了关联矩阵法不适用于某些连接组别变压器的节点导纳矩阵的求取问题，进一步简化了软件编写的工作量并减少出错的概率，提高了求取三相变压器三相模型的准确性。
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