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公开(公告)号：CN112965371A
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN202110133191.9
申请日：2021-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 基于固定时间观测器的水面无人艇轨迹快速跟踪控制方法，本发明涉及水面无人艇轨迹快速跟踪控制方法。本发明的目的是为了解决将目前的控制方法应用到水面无人艇时存在的控制精度有限，且调整速度慢的问题。过程为：步骤一、建立水面无人艇系统模型；步骤二、基于步骤一中建立的水面无人艇系统模型，建立轨迹跟踪误差模型；步骤三、建立固定时间收敛系统；步骤四、基于步骤二、步骤三设计固定时间干扰观测器；步骤五、基于步骤四的固定时间干扰观测器，设计径向基函数神经网络；步骤六、基于步骤二、步骤三、步骤四、步骤五，设计有限时间反步跟踪控制器。本发明用于水面无人艇轨迹跟踪控制领域。
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公开(公告)号：CN112947077A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110132890.1
申请日：2021-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于切换性能函数技术的AUV鲁棒轨迹跟踪控制方法，本发明涉及AUV鲁棒轨迹跟踪控制方法。本发明的目的是为了解决传统的预设性能控制方法在存在外界干扰的情况下，不能在规定的时间内收敛，输出的超调量较大的问题。过程为：一、基于水下机器人的控制力和力矩，获取推进器故障影响下的实际控制力与力矩；二、定义改进后的性能函数，基于改进后的性能函数设置误差上界和误差下界；三、基于误差上界和误差下界设置转换后的误差；四、基于转换后误差中跟踪误差与预警边界的关系，确定转换后误差中误差上界和下界的取值；五、基于三设计反步法虚拟控制器；六、基于五设计预设性能跟踪控制器。本发明用于AUV鲁棒轨迹跟踪控制领域。
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公开(公告)号：CN109100939B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201811095220.1
申请日：2018-09-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 考虑输入饱和的水面无人艇全状态约束轨迹跟踪控制方法，涉及一种水面无人艇的控制方法。为了解决现有的针对水面无人艇轨迹跟踪控制的控制方法存在未对状态约束和饱和性问题进行处理的问题。本发明首先建立3自由度、多输入多输出的水面无人艇的动力学模型；然后建立饱和性闭环系统，选用自适应方法对未知干扰上界和控制输入差值上界的平方进行估计；根据自适应方法对未知干扰和控制输入设计自适应律，并根据伪逆条件设计控制器，从而对水面无人艇进行控制。本发明适用于水面无人艇的控制。
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公开(公告)号：CN111650948A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010523598.8
申请日：2020-06-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种可底栖式AUV的水平面轨迹快速跟踪控制方法，它属于自主式水下机器人的轨迹跟踪控制技术领域。本发明解决了将目前的控制方法应用到可底栖式AUV时存在的控制精度有限，且调整速度慢的问题。本发明将海流扰动、模型不确定性组合为扰动集总项，使用有限时间扰动观测器逼近扰动集总项值，并引入神经网络估计观测误差。进而提出一种基于有限时间扰动观测器的自适应神经网络反步控制器，来实现对可底栖式AUV的有限时间高精度轨迹跟踪控制。本发明可以应用于可底栖式AUV的轨迹跟踪控制。
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公开(公告)号：CN111650832A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010470086.X
申请日：2020-05-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种水下多足步行机器人机械足姿态跟踪控制方法，它属于水下多足步行机器人机械足姿态跟踪控制技术领域。本发明解决了利用径向基神经网络逼近广义干扰时无法保证控制效果且计算量非常大，以及将预设性能方法与固定时间方法结合时控制器的设计过程繁琐复杂的问题。本发明综合考虑海流干扰、建模不确定性和执行机构故障的影响，基于区间2型模糊神经网络和预设性能终端滑模控制方法设计控制器，用于实现对UWR机械足的固定时间误差约束容错姿态跟踪控制。可以在有限计算量的工程条件下，保证UWR机械足的跟踪控制效果。且本发明的控制器设计方法较为简单，克服了现有方法中控制器设计复杂的问题。本发明可以应用于UWR机械足姿态跟踪控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111612217A
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN202010314100.7
申请日：2020-04-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种用于海上风电场巡检的水面无人艇改进GA-SA路径规划方法，本发明涉及水面无人艇路径规划方法。本发明的目的是为了解决现有算法效率低下，精度较低的问题。过程为：一、初始化算法参数；二、进行可行解的染色体编码，设置适应度值函数；三、将适应度值最高的作为最优个体；四、判断是否满足收敛条件，若是则输出当前最优个体；否进入五；五、将当前最优值作为SA算法的初始解，并随机得到一个更新解；判断更新解的能量变化；若能量变化小于0，则更新解作为最新解；否则按概率保留更新解；六、判断是否达到收敛条件，若否，重复五；若是，返回三替换最优个体，重复执行四至六，直到满足收敛条件。本发明用于水面无人艇的路径规划领域。
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公开(公告)号：CN111506068A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010314098.3
申请日：2020-04-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种用于多波束声呐扫描作业的水面无人艇局部路径规划方法，本发明涉及水面无人艇局部路径规划方法。本发明的目的是为了解决现有局部路径规划方法避障准确率低的问题。过程为：一、得到水面无人艇航所受引力的大小和方向；二、得到水面无人艇所受的斥力大小；三、将水面无人艇所受引力的大小和所受斥力的大小进行矢量和计算，判断矢量和是否为0，若为0，则执行四；若不为0，则将矢量和叠加在无人艇上，完成无人艇的局部路径规划；四、得包含逃逸势场的改进引力场函数，对改进引力场函数取负梯度得改进引力函数；五、将所受引力和斥力进行矢量和计算后叠加在无人艇上，完成无人艇的局部路径规划。本发明用于无人艇局部路径规划领域。
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公开(公告)号：CN111487966A
公开(公告)日：2020-08-04
申请号：CN202010286992.4
申请日：2020-04-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种基于航路点的水面无人艇自适应路径跟踪控制方法，属于控制技术领域。主要是为了解决无人艇转弯角度大于90°时经典的LOS制导会产生较大的超调，导致的转弯跟踪精度低的问题。本发明基于提出的自适应LOS圆半径解算出基本视线角，根据路径偏差和航向偏差对基本视线角进行补偿得到最终期望视线角；接着设计了基于虚拟点的转向策略，采用三个小角度转向过渡大角度转向克服转弯角度较大时产生的严重超调问题。同时本发明还设计了航速解算器和智能自适应S面航向控制器及智能自适应积分S面航速控制器，可提高无人艇的跟踪效率和抗干扰能力，也能够很好的应对无人艇模型的复杂性性和不确定性。主要用于水面无人艇自适应路径跟踪控制。
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公开(公告)号：CN109946972A
公开(公告)日：2019-06-28
申请号：CN201910276540.5
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 基于在线学习模型技术的水下机器人预测控制系统及方法，它属于自主水下机器人的运动控制技术领域。本发明解决了现有S面控制器难以获得最优的控制参数、导致控制器运动控制受到影响的问题。本发明通过建立预测结构来求解有限时域内的最优控制参数，设计一种基于在线学习模型的预测S面控制器；在预测结构的在线学习预测模型环节中，建立了并行结构避免预测输出与在线学习的计算冲突，提出柔性过渡的方式来减小预测模型切换带来的输出抖动，并添加了滑动窗口与学习判定用于降低在线学习为系统带来的运算负担，从而提高AUV运动控制器的控制性能与自主调节能力，并增强其对海洋环境变化的适应性。本发明可以应用于自主水下机器人的运动控制技术领域。
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公开(公告)号：CN109885096A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910276566.X
申请日：2019-04-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于Lyapunov-MPC技术的自主水下机器人路径跟踪闭环控制方法，本发明涉及自主水下机器人路径跟踪闭环控制方法。本发明的目的是为了解决现有MPC方法分析路径跟踪稳定性差的问题。过程为：一、测量初始时刻AUV的状态测量值，设置AUV的期望路径；二、根据当前AUV的状态测量值和AUV的期望路径得到AUV的路径跟踪误差；三、使二获得的路径跟踪误差收敛，得到AUV的控制输入，AUV的控制输入包括AUV的力矩和力；四、判断AUV是否走完跟踪路径，若走完跟踪路径，得到AUV的控制输入；若没有走完跟踪路径，重新执行二到四，直至AUV走完跟踪路径。本发明用于自主水下机器人路径跟踪领域。
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