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公开(公告)号：CN109583144A
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201910016713.X
申请日：2019-01-08
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种无人海洋航行器动力学优化控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括扰动观测器、指令调节器和动力学控制器。本发明将降维扰动观测器、指令优化调节器和动力学控制器相结合，使得内外部扰动与不确定性信息得到准确估计并传送至动力学控制器。从而解决了无人航行器的内外部扰动和无人海洋航行器的动力学约束问题，本发明不依赖于精确的无人海洋航行器模型，更加易于工程实现。本发明同时考虑了输入约束与状态约束，并采用滚动时域预测，建立优化目标函数，运用神经动力学优化求解得到满足约束条件的制导信号，使得控制信号满足无人海洋航行器的实际物理约束，从而大大提高无人海洋航行器的性能。
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公开(公告)号：CN109407680A
公开(公告)日：2019-03-01
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：CN109407671A
公开(公告)日：2019-03-01
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率。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：CN104133375A
公开(公告)日：2014-11-05
申请号：CN201410400499.5
申请日：2014-08-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种多AUV同步控制器的结构，由运动学控制器、一阶滤波器、动力学控制器、预估器、逼近器和比较器组成。本发明采用分布式控制结构，克服了集中式控制结构中控制器需掌握全部信息的缺点，控制器只需掌握局部信息即可实现对个体的控制，只有部分AUV接受参考目标信息，能够保证多AUV间信息的交换量最小，显著降低了信息的通信量，提高了系统的灵活性和可操作性，并且具有高度的容错性和扩展性。本发明显著降低了控制器的计算复杂性，减小了控制算法的计算负荷，使得控制器有利于实际微处理器系统如单片机或数字信号处理器的实时计算。本发明显著提高了神经网络暂态逼近效果的快速性与准确性，从而提高了系统的整体控制性能。
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公开(公告)号：CN119472644A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411439568.3
申请日：2024-10-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明一种欠驱动无人艇分布式协同队形重构的任务分配方法，包括以下步骤：获取初始欠驱动无人艇集群规模N以及预设队形目标点的位置；根据欠驱动无人艇的起始位置与目标位置之间的杜宾曲线距离，设计基于杜宾曲线的代价函数，计算欠驱动无人艇的收益值，使分配结果更接近无人艇至目标点的路径距离并自主决策对兴趣目标点的出价；依据拍卖算法原理，设计分布式拍卖任务分配策略，实现无人艇编队与目标点位置的最优匹配。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119472268A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411439586.1
申请日：2024-10-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种带有输入/状态量化的多无人船舶编队容错控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息，建立欠驱动无人船编队的轨迹控制数学模型；采用均匀量化器对控制系统中的控制输入和状态变量进行量化处理；在虚拟领导者信息已知的情况下，利用ESO技术估计每个USV的量化状态信息和模型中存在的不确定项；采用分层设计的方法，设计运动学制导律和动力学量化跟踪控制律，引入线性模型描述量化过程，使得设计的控制器不再需要量化参数的先验信息；利用输入到状态稳定性理论证明了带有输入/状态量化的多无人船舶编队容错控制的稳定性。
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公开(公告)号：CN119105338A
公开(公告)日：2024-12-10
申请号：CN202411168334.X
申请日：2024-08-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明提供了一种无人艇事件触发动态平行轨迹跟踪控制器及方法，控制器包括人工无人艇系统、第一静态事件触发器、第二静态事件触发器、平行轨迹跟踪动态控制器和实际控制器；所述人工无人艇系统接收第一静态事件触发器发送的触发后的位置和艏摇角信息、速度信息、加速度信息，所述人工无人艇系统接收第二静态事件触发器发送的触发后的控制输入，所述人工无人艇系统发送状态信息，系统总扰动估计值以及建模误差估计值至平行轨迹跟踪动态控制器；本发明设计了一个动态控制器，使得控制器与被控对象在数学表达上趋于一致。这种方法能够基于当前系统状态确定控制信号的变化，从而实现了控制信号的稳定输出。
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公开(公告)号：CN119065392A
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202411168311.9
申请日：2024-08-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明一种动态碍航物下基于快速随机扩展树的智能船舶自主航行局部航迹规划方法，包括以下步骤：建立欠驱动智能船舶模型和二维运动模型；在快速随机扩展树算法的框架内引入速度障碍法求解满足欠驱动智能船舶安全约束的速度矢量；基于智能船舶的速度所受约束条件，利用动态窗口法融合速度障碍法建立智能船舶运动特性的评价函数，考虑艏摇角速度与侧滑角的影响确定智能船舶的最优速度组合，选取出符合船舶运动特性的局部最优航迹；基于障碍探索扇区策略，应对智能船舶穿过稠密的静态障碍物区域的过程控制。本发明在航迹长度、方法实时性均有提升，且具有更强的动态避碰调节能力。
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公开(公告)号：CN119045478A
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202411121721.8
申请日：2024-08-15
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明提供一种带有输入和状态量化的欠驱动无人船分布式编队跟踪控制方法，包括：获取周围环境及周围其他船舶的海况信息，建立欠驱动无人船分布式编队的轨迹控制数学模型，采用均匀量化器对控制系统中的控制输入和状态变量进行量化处理；设计分布式ESO来观测虚拟领导者的位置信息，利用ESO技术估计每个USV的量化状态信息和模型中存在的不确定项；采用分层设计的方法，设计运动学制导律和动力学量化跟踪控制律；并证明了带有输入和状态量化的USV分布式编队跟踪控制系统的稳定性。本发明针对海上通信带宽受限的海洋环境，设计带有输入和状态量化的USV编队跟踪控制器，在保证编队中USV能够对期望轨迹进行跟踪的同时，减少控制器的执行频次，降低控制幅度。
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公开(公告)号：CN118938932A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202411168315.7
申请日：2024-08-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明一种基于海事避碰规则的智能船舶自主航行航迹规划方法，包括以下步骤：建立船舶会遇局势定量辨识模型，判断障碍船与智能船舶的会遇类型；对船舶航行的虚拟障碍线进行改进，对障碍物检测，增加海事规则约束的检验，且符合实际的海事避碰规则；建立障碍物探测扇区的策略来应对多动态障碍船的场景，以危险距离作动态障碍船避障圈，评估动态碍航物避障圈中所有动态碍航物的风险值，设定智能船舶只针对风险度最高的最危险障碍船进行避碰操作实现智能船舶自主航行航迹规划；对智能船舶自主航行航迹规划利用评价函数进行优化，得到最优的智能船舶自主航行航迹。本发明可以保证智能船舶航行过程中的安全性，提升了方法在实际航行状态下的实用性。
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