一种基于事件预测的气垫船登滩节能控制方法

    公开(公告)号:CN113093757B

    公开(公告)日:2023-01-03

    申请号:CN202110372694.1

    申请日:2021-04-07

    Abstract: 本发明提供一种基于事件预测的气垫船登滩节能控制方法,第一,选用工作在离散状态下的离散事件触发器,设计事件触发的阈值方程组,这个阈值方程组的第一个方程设计依据为通过气垫船在登滩爬坡过程中临界受力平衡条件求得的最大艏向角;第二,通过气垫船运动数学模型得出舵角与艏向角的预测模型,采用极大似然法对预测模型进行在线参数估计。第三,设计事件触发控制器,结合事件触发机制将需要控制的状态发送给控制器,控制器通过模糊算法解算后输出舵角控制量,将艏向角控制在安全范围内。本发明可以有效降低系统内交互的数据量,节省存储空间;同时减少了执行器的调整频率降低执行器的磨损,起到了节能的作用。

    一种气垫船垫升系统模型构建方法

    公开(公告)号:CN111666722B

    公开(公告)日:2023-01-03

    申请号:CN202010396065.8

    申请日:2020-05-12

    Abstract: 本发明涉及的是一种用于仿真实验的模型建立方法,具体涉及的是一种气垫船垫升系统模型构建方法。本发明包括步骤一:建立垫升风机方程,包含气体流量、风机转速和风机压力;步骤二:计算气垫体积变化率,建立波浪泵气方程,包含气体流量、各气室压力、采样时间;步骤三:计算围裙的泄流面积,得到围裙的泄流方程,包含围裙泄流量、各气室压力。本发明不同位置围裙柔性囊具有不同的功能作用:纵向分隔裙、横向分隔裙设计向外倾斜,有利于越过障碍物,而且不会出现兜水现象;艏部围裙囊遇障碍物向内倾斜起减震作用;船舷围裙能够向后倾斜以便减少航行阻力。

    一种基于改进NSGA-Ⅱ的动力定位多目标优化方法

    公开(公告)号:CN109885061B

    公开(公告)日:2021-11-23

    申请号:CN201910194185.7

    申请日:2019-03-14

    Abstract: 本发明属于船舶动力定位控制领域,具体涉及一种基于改进NSGA‑Ⅱ的动力定位多目标优化方法,包括以下步骤:建立动力定位船的三自由度动力学模型和运动学模型;利用动态面控制方法设计船舶动力定位控制律;建立动力定位船的能源消耗模型;选取优化目标函数,利用改进的NSGA‑Ⅱ调节动态面控制器的控制参数,对控制器效果及船舶能源消耗进行多目标问题优化。本发明考虑了动力定位改变自身位置及姿态过程中的能源消耗问题,利用改进的NSGA‑Ⅱ整定控制器参数,减小推进器的能耗,增强环保性和经济性。

    基于自适应遗传-最小二乘互联预测系统的推力分配方法

    公开(公告)号:CN113075884A

    公开(公告)日:2021-07-06

    申请号:CN202110334301.8

    申请日:2021-03-29

    Abstract: 本发明提供基于自适应遗传‑最小二乘互联预测系统的推力分配方法,步骤1根据船舶推进器位置及坐标系确定推力分配的数学模;步骤2建立最优方向预测模型,提出一种精英自适应遗传‑蝙蝠算法,通过获取上一时刻的最优推力预测值对当前时刻的最优方向进行预测;步骤3建立最优推力预测模型,通过获取上一时刻的最优方位角预测值采用最小二乘法对当前时刻的最优推力进行预测;步骤4形成最优方位角与最优推力相关联的预测系统,提出一种新的船舶推力分配优化方法,即预测系统将最优预测值及其导数送入推力分配控制器作为最优解搜索的起点和最优搜索方向的优化策略。

    一种多模块船协同推力分配方法

    公开(公告)号:CN112947450A

    公开(公告)日:2021-06-11

    申请号:CN202110192692.4

    申请日:2021-02-20

    Abstract: 本发明公开了一种多模块船协同推力分配方法,建立协同推力分配数学模型;种群随机平均分成种群1和种群2,种群1采用改进的人工萤火虫算法计算最优值,种群2采用差分进化算法计算最优值,初始化两种算法参数;计算种群1和种群2适应度值,取较小值作为初始最优适应度值并得到最优解;对种群1个体执行改进的人工萤火虫算法搜索,对种群2个体执行差分进化算法搜索;比较两个种群t+1代适应度值,取较小值作为最优适应度值,并将最优适应度值与初始最优适应度值比较,取较小值作为最优适应度值并将初始最优适应度值更新为该值;到达最大代数输出结果,否则重复执行。本发明原理简单、易于实现、提高了全局寻优能力和搜索性能,加快收敛速度。

    一种基于博弈论的多无人艇非完全信息围捕方法

    公开(公告)号:CN111624996A

    公开(公告)日:2020-09-04

    申请号:CN202010396066.2

    申请日:2020-05-12

    Abstract: 本发明涉及一种基于博弈论的多无人艇非完全信息围捕方法,属于多无人艇围捕领域。本发明包括:步骤1:构建围捕地图环境;步骤2:建立多无人艇围捕问题数学模型;步骤3:构建博弈围捕模型;步骤4:求解单步博弈均衡;步骤5:设计单步博弈扩展算法。本发明能够实现非完全信息时的有效围捕,对逃跑艇和围捕艇运动决策的约束及自信程度个性的赋予更加贴合实际,合理任务分段也提高了围捕效率。

    一种基于改进果蝇优化和动态窗口法的无人艇分层避障方法

    公开(公告)号:CN111580518A

    公开(公告)日:2020-08-25

    申请号:CN202010396241.8

    申请日:2020-05-12

    Abstract: 本发明涉及无人艇自主航行领域,特别指一种基于改进果蝇优化和动态窗口法的无人艇分层避障方法。本发明包括:步骤S1:建立基于电子海图的无人艇海上航行地理环境模型;步骤S2:采用改进的果蝇优化算法完成全局最优路径规划;步骤S3:建立动态障碍物的环境模型;步骤S4:采用改进的动态窗口法躲避移动障碍物船只。本发明提供了一种基于判断条件的动态与静态避障模式相切换的避障方法,可以在航行时有效的躲避障碍物,避免算法陷入局部最优解,采用模糊控制方法对最优轨迹的权重参数进行动态控制,提高了轨迹预测的精度和效率。

    基于RBF辨识的ICA-CMAC神经网络的欠驱动无人艇航迹跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN107255923B

    公开(公告)日:2020-04-03

    申请号:CN201710447546.5

    申请日:2017-06-14

    Abstract: 本发明提供的是一种基于RBF辨识的ICA‑CMAC神经网络的欠驱动无人艇航迹跟踪控制方法。首先用位置参考系统、姿态参考系统测得USV位置信息和艏向姿态信息,对获取的USV姿态及位置信号进行滤波及时空对准,得到当前USV精确位置及姿态;然后采用ICA‑CMAC神经网络与积分分离式PID并行控制方法;ICA‑CMAC神经网络实现前馈控制,通过引入平衡学习常数进行可信度分配,根据调整指标和σ学习规则辨识USV逆模型,产生的输出作为USV输入的一部分;最后得到包括PID控制器和ICA‑CMAC神经网络的控制器总控制输出。本发明解决不确定外界干扰下USV航迹跟踪控制问题,所提方法降低对精确数学模型的依赖性,增强系统的自适应调整能力和抗干扰能力,提高算法的在线学习速度和航迹跟踪精度。

    免疫遗传-人工势场法的无人艇双层路径规划方法

    公开(公告)号:CN110703752A

    公开(公告)日:2020-01-17

    申请号:CN201910976848.0

    申请日:2019-10-15

    Abstract: 本发明公开了免疫遗传-人工势场法的无人艇双层路径规划方法,属于无人艇双层路径规划方法技术领域。包括以下步骤:建立无人艇的数学运动模型以及无人艇的栅格工作环境模型;利用免疫遗传算法进行全局路径规划,为无人艇快速规划出一条初始全局最优路径;对全局最优路径进行分割,将全局最优路径上的转折点序列作为局部路径规划的子目标位置并利用人工势场法进行局部路径规划,直到当前子目标位置是最终的目标位置。本发明所述的免疫遗传算法在传统遗传算法的基础上添加了一个免疫算子,可以有效防止种群退化,提高算法效率;引进了分割操作,大幅度减小局部路径规划的复杂性,减少了无人艇陷入局部极小点位置和路径震荡的可能性。

    一种基于指令约束的无人水面艇航迹跟踪固定时间控制方法

    公开(公告)号:CN110377036A

    公开(公告)日:2019-10-25

    申请号:CN201910615393.X

    申请日:2019-07-09

    Abstract: 本发明属于船舶领域,公开了一种基于指令约束的无人水面艇航迹跟踪固定时间控制方法,包含如下步骤:步骤(1):采集当前无人水面艇的实际位置信息和实际艏向信息;步骤(2):将无人水面艇期望的位置信息与实际位置信息做差得到无人水面艇的位置误差信息,将无人水面艇期望的艏向信息与实际艏向信息做差得到无人水面艇的艏向误差信息,然后设计虚拟控制律;步骤(3):利用二阶指令滤波器对虚拟控制律进行约束;步骤(4):针对外界海洋环境的干扰力进行干扰观测器的设计;步骤(5):设计固定时间反步控制器,解算得到喷水推进器的推力及转矩信息实现无人水面艇的航迹跟踪控制。本发明保证了控制系统鲁棒性,抗未知时变干扰能力强。

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