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公开(公告)号：CN116702095A
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202310643493.X
申请日：2023-06-01
Applicant: 大连海事大学 , 上海船舶运输科学研究所有限公司 , 广东海洋大学
IPC: G06F18/27 , G06F18/214 , G06N3/0499 , G06F18/2135
Abstract: 本发明提供了一种模块化海上船舶运动姿态实时预报方法，涉及船舶运动姿态预报技术领域，包括如下步骤：S1、采集目标船舶的船舶运动六自由度运动要素数据；S2、利用递归偏最小二乘回归模型进行预报，得到第一预报结果；S3、得到近似分量和细节分量；S4、利用变结构的径向基函数神经网络进行每个近似分量和细节分量的时间序列预报；S5、建立基于径向基函数神经网络的船舶运动预报模型，利用所述基于径向基函数神经网络的船舶运动预报模型进行预报，得到第二预报结果；S6、将所述第一预报结果和第二预报结果进行叠加，得到最终的模块化船舶运动预报的结果。本发明通过结合RPLS模型和VRBFN模型的模块化预报策略，在保证预报稳定性的同时提高了预报的精度。
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公开(公告)号：CN116400691A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310321516.5
申请日：2023-03-29
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种新型离散时间指定性能强化学习无人艇航向跟踪控制方法及系统。本发明方法包括：构建无人艇离散时间动力学模型；构建无人艇航向跟踪变化系统；根据航向角速度动态误差，将航向角速度动态误差约束在指定范围内，设计离散时间误差约束变换方法，计算无约束系统误差；根据无约束系统误差，设计无人艇强化学习评价模块；基于无人艇强化学习评价模块和无约束系统误差，设计无人艇航向跟踪控制器，得到无人艇舵角指令，将舵角指令传递给无人艇舵机输出无人艇航向角，实现无人艇航向指定性能跟踪控制。本发明解决了离散时间指定性能控制稳定分析难的问题，实现无人艇航向指定性能控制，突破了离散时间指定性能控制设计依赖滑模控制的限制。
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公开(公告)号：CN119512205B
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510089695.3
申请日：2025-01-21
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/686 , G05D1/43 , G05B13/04 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于知识驱动的无人船强化学习航向跟踪控制方法，包括根据无人船航向跟踪控制模型获取无人船虚拟控制律；基于无人船虚拟控制律获取无人船航向跟踪控制器的前馈项与反馈项；构建关于前馈项的前馈优化控制器；根据反馈项构建适用于复杂海况下无人船航向跟踪控制的第一切换控制器；利用反步法结合RBF神经网络，根据反馈项构建用于应对一般海况下的第二切换控制器；利用阶跃函数，根据第一切换控制器与第二切换控制器设计用于不同海况下的切换响应控制器，以实现知识驱动的强化学习无人船航向跟踪控制。解决了传统的无人船航向跟踪控制方法在面对不同海上复杂环境与未知扰动时，难以保持良好的航向跟踪控制效果的问题。
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公开(公告)号：CN119882750A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202510071069.1
申请日：2025-01-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/65 , G05D1/633 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击控制方法，包括设定制导虚拟船舶与动态虚拟船舶以构建L2‑DVS制导策略；构建无人船的欺骗攻击附加信号模型，并根据目标无人船的运动学模型获取欺骗攻击下的船舶位置信号；根据构建的误差模型获取目标无人船的纵向速度虚拟控制律与偏航角的欺骗攻击补偿律，以得到横摆角速度虚拟控制律/自适应律；构建状态记忆型的事件触发机制，并结合自反馈补偿的降阶扩张状态观测器获取目标无人船的舵角/转速的控制器/自适应律，根据横摆角速度虚拟控制律/自适应律、舵角/转速的控制器/自适应律，实现目标无人船的抗欺骗攻击控制。解决了目前网络攻击环境下的应用的研究还不够完备，由于无人船在海洋环境中会一直受到扰动而执行器会对这些扰动不断响应，大大增加了舵机过度磨损的问题。
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公开(公告)号：CN118584998B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202410617328.1
申请日：2024-05-17
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/695 , G05D1/43 , G05D109/20 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于机艇协同的海上风电吊舱精细化巡检方案设计方法，通过机船协同系统的运动学方程获取无人机与无人船的实际位置信息，且根据待巡检的海上风电吊舱获取待巡检的海上风机吊舱的巡检航路点，通过主导航路点与从属航路点为无人船与无人机共同规划巡检路径，以避免了重复设置航路点造成的存储资源占用；基于虚拟无人船与虚拟无人机的运动模型，并根据巡检航路点获取机船协同系统的位置参考信号；根据所实际位置信息与位置参考信号获取巡检相对方位角，并根据巡检相对方位角设计控制器，以实现海上风电吊舱的巡检任务。本发明避免了高昂的优化运算成本与时间消耗问题，对复杂多变的海洋环境和不同的任务场景，能快速做出调整与决策，实时更新协同系统的位置及姿态信息，以有效实现路径规划与调整。
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Patent Agency Ranking
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：CN119512205A
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202510089695.3
申请日：2025-01-21
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/686 , G05D1/43 , G05B13/04 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于知识驱动的无人船强化学习航向跟踪控制方法，包括根据无人船航向跟踪控制模型获取无人船虚拟控制律；基于无人船虚拟控制律获取无人船航向跟踪控制器的前馈项与反馈项；构建关于前馈项的前馈优化控制器；根据反馈项构建适用于复杂海况下无人船航向跟踪控制的第一切换控制器；利用反步法结合RBF神经网络，根据反馈项构建用于应对一般海况下的第二切换控制器；利用阶跃函数，根据第一切换控制器与第二切换控制器设计用于不同海况下的切换响应控制器，以实现知识驱动的强化学习无人船航向跟踪控制。解决了传统的无人船航向跟踪控制方法在面对不同海上复杂环境与未知扰动时，难以保持良好的航向跟踪控制效果的问题。
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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：CN118011820B
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202410170634.5
申请日：2024-02-06
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑输入死区的无人船自适应动态规划航向跟踪控制方法，将无人船舵机液压系统的死区模型信号进行线性化描述，并结合航向跟踪控制数学模型构建考虑输入死区的航向跟踪控制数学模型，提高了无人船控制器对与死区干扰的鲁棒性，强化了无人船的跟踪控制性能。在控制器设计过程中，将控制器分为前馈控制器和最优控制器两部分分别设计，能够有效提高复杂海况下无人船的跟踪性能，解决了求解非线性系统HJB方程难的问题，最终针对考虑输入死区的非线性无人船航向跟踪控制系统，构建了无人船船舶航向跟踪的航向反馈自适应律，确保无人船能够高效的跟踪期望航向，以实现无人船自适应动态规划航向的跟踪控制。
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公开(公告)号：CN116540699B
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202310402471.4
申请日：2023-04-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D1/633 , G05D1/644 , G05D1/247 , G05D109/10
Abstract: 本发明提供一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法，包括如下步骤：构建恶劣海况下水面船舶的连续型运动学模型；基于期望轨迹，对连续型运动学模型进行离散化；基于离散型船舶运动模型，对船舶的未来运动状态进行预测，得到船舶的未来运动状态结果；根据船舶的未来运动状态结果设计用于量化船舶未来运动状态与期望状态之间的偏差的代价函数；根据约束条件对船舶的控制输入进行限制，求解最优控制变量，对离散型船舶运动模型进行控制；根据波浪数据及船舶姿态信息，调整设定船舶受浪角；利用时间和事件双重触发机制控制船舶的转向时机，实现船舶沿“Z”字形轨迹航行。可提高船舶在恶劣海况下的安全性、自主性和稳定性。
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