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公开(公告)号：CN118293924A
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202410717841.8
申请日：2024-06-04
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及水下航行器导航技术领域，具体涉及一种基于USBL距离量测信息的多UUV协同导航方法及其系统，包括对每个从航行器预定航行轨迹，并设定主航行器为初始化状态；建立每个从航行器以及主航行器的运动学模型；获取主航行器的航行轨迹；每个从航行器沿着预定的航行轨迹进行航行，同时，主航行器按照规划的航行轨迹运动，每个从航行器根据交互的信息利用迭代扩展卡尔曼滤波算法修正导航误差；每个从航行器根据修正后的导航继续航行。本发明基于预先设定的从UUV轨迹，综合时间差分法与分层强化学习算法，对主UUV进行运动规划，之后在导航过程中利用迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)算法进行状态估计，从而有效提升从UUV的定位精度。
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公开(公告)号：CN116482974A
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310394658.4
申请日：2023-04-13
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型及应用，该模型通过构建振幅偏置方程来引入振幅偏置；通过将输出方程中的余弦函数改变为振幅偏置和正弦函数相加的形式，实现类正弦信号的输出，从而实现空间非对称扑动；通过引入空间非对称拍动系数来实现振幅偏置的改变；将振幅偏置方程设计为振幅是否为0的两种不同形式，即可实现定量角度偏置信号和周期性节律信号的不同输出，从而实现扑动和滑翔的两种不同模态；将振幅偏置方程和改进后的输出方程引入传统的CPG相位振荡器模型中，即可完成具有滑扑切换功能的CPG相位振荡器模型的构建。本发明构建的CPG相位振荡器模型用于仿生扑翼机器人的滑翔与扑动模态的切换及运动控制，可实现扑翼结构的空间非对称上下扑动与定量角度偏置，且振幅偏置单独可控、扑动与滑翔模态切换快速且平滑，具有计算简单、控制方便、环境适用性强的特点。
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公开(公告)号：CN115981351A
公开(公告)日：2023-04-18
申请号：CN202211567319.3
申请日：2022-12-07
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种基于Q学习和胸鳍振幅偏置的仿蝠鲼机器鱼横滚控制方法，与传统的控制方法相比，本发明不需要建立控制对象模型，通过采集实验数据，离线训练Q表格，然后将表格移植到样机控制器中，通过查表的方式取得控制变量，控制样机在固定深度游动。与其他强化学习控制方法相比，其对硬件资源要求低，对空间需求小，功耗小，实现方便。其有益效果在于：对控制器的硬件要求低，普通的单片机就可以实现，除了节约成本外，还达到节约空间和节约能源的效果。不需要建立控制对象的数学模型，由于仿生模型更加难以建立，因此可以节约大量时间成本。不需要专家经验来建立规则库就可以实现机器鱼的横滚控制，Q表在训练的时候自己会学到“专家经验”。
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公开(公告)号：CN115828725A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202211282901.5
申请日：2022-10-19
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于人工鱼群算法的多UUV协同探测阵型优化方法,建立一字型多UUV封控阵型，从舷侧声呐模型出发，通过改变相邻UUV之间的间距以及每个UUV的航向角，减小相邻UUV覆盖面积的交叠以及各UUV的探测盲区；通过建立二元感知模型，判断目标是否可以被探测；通过建立UUV阵型优化准则，提出封控阵型连续度与阵型覆盖面积加权奖赏机制，得到优化目标函数；最后，使用人工鱼群算法对目标函数进行参数优化，得到奖赏最大时的UUV间距以及航向角。本发明可快速获得探测效果更好的编队阵型，避免了计算复杂多元非线性函数极值的问题。本发明所用的人工鱼群优化算法与其他算法相比，具有实现简单、收敛速度快以及不易陷入局部最优等优点。
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公开(公告)号：CN115520357A
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN202211149204.2
申请日：2022-09-20
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学宁波研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于仿生水下自主航行器的质心调节机构，增加了离合器和离合器驱动电机，在横滚状态下，离合器驱动电机正转，推动离合器的键销插入联轴器上的键销孔，使得丝杠停止转动；当离合器驱动电机前端输出轴反转时，离合器的返回原位置，其键销脱离联轴器上的键销孔。离合器用于在横滚状态下对俯仰运动的调节，实现在横滚状态下，航行器不发生俯仰运动，即航行器在进行转弯运动时不产生上浮与下潜动作，影响航行，对航行器的运动产生不利影响。本发明通过控制质量块的位置和角度实现所述功能；质心调节机构具有结构简单、控制精确、可靠性高的特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115310293A
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202210959781.1
申请日：2022-08-11
Applicant: 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC: G06F30/20 , G06N3/00 , G06F111/06
Abstract: 本发明涉及一种基于蚁群算法的多UUV协同探测阵位优化方法，充分考虑多UUV在协同探测时，如相邻UUV之间间距及单台UUV的航向角的变化对最终的区域覆盖率的影响、单台UUV距离边界距离与相邻UUV距离不同时对探测区域拦截度的影响，设计了相应的两个打分集及分数函数，根据任务不同，设置相应的权重，加权之后得到最终阵位待优化目标函数。随后，蚁群算法参数初始化、设置迭代次数，在最大迭代次数后得出最优相邻UUV之间距离及单UUV的航向角。本发明利用蚁群算法在大跳跃间断函数上寻优效果更好的优势，具有正反馈特性，该特性能迅速地扩大初始的差异，引导整个系统向最优解的方向进化。
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公开(公告)号：CN114980203A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210476615.6
申请日：2022-04-30
Applicant: 西北工业大学宁波研究院 , 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种基于OTA技术的多个控制器的升级方法，当控制单元需要进行程序升级时，通过无线通讯设备上位机读取升级文件，通过无线设备下发升级指令给安保控制单元，安保控制单元根据升级指令判断是自身升级还是主控单元升级；主控单元收到上位机程序升级指令后应答，接收下发升级程序和校验码。当完成所有程序接收后进行程序校验，若每段校验码和上位机下发的校验码完全一致则表明程序下发成功，将升级区数据覆盖到程序区，完成程序升级并告知上位机。本发明采用服务端‑终端模式就需要两个控制单元都具备无线通讯的功能，有效利用航行器空间及降低成本，使多个控制器的程序升级更加简捷化。
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公开(公告)号：CN112319748A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011235107.6
申请日：2020-11-08
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学青岛研究院
Abstract: 本发明公开了一种用于航行器中的连续调节衡重布局结构，所述结构通过调节位于航行器内部带滑轨机构的电池或其他装载的纵向位置来调整整体结构的平衡，同时可根据航行器的正、负浮力来调节位于航行器载荷段的浮力调节机构，两部分协同作用进而改变航行器整体的衡重布局来保证航行器航行中以及上浮下潜中的稳定。本发明可适用于对不同尺寸结构下的弹型航行器的重浮比和俯仰角度的连续调节，适用范围比较广泛，调节连续灵活，可重复使用同时拆装方便，可用于大部分弹型舱体的内载结构。
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公开(公告)号：CN115236983B
公开(公告)日：2025-05-06
申请号：CN202210871478.6
申请日：2022-07-23
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种考虑控制输入死区和饱和特性的UUV非稳定过程控制方法，深度控制目标值与观测器的输出作用后得到变结构控制参数，输出变结构控制u，经过死区补偿器，输出无死区控制指令τ。与现有技术相比优点如下：1、采用变结构控制算法代替传统自抗扰控制理论中的PID算法，有效解决多状态控制切换问题；2、利用基于最小均方误差的自校正算法动态调节变结构控制参数，从而保证UUV在不同速度下的控制性能；3、设计了一种非线性自适应补偿器，改变了原有方法的静态补偿，实现自适应动态补偿控制器死区，确保非理想舵机条件下的姿态稳定控制。
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