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公开(公告)号：CN118363395A
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202410177081.6
申请日：2024-02-08
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 一种基于切换滑模控制的固定翼空投无人机姿态控制方法及系统，涉及无人机姿态控制技术。以解决现有的无人机姿态控制技术没有考虑空投对纵向和横向分量的影响限定无人机空投的广泛应用、以及解决针对固定翼无人机在连续空投中因系统频繁切换可能导致的不稳定问题。技术要点：确定固定翼空投无人机本体和载荷的有关参数；在所得参数的基础上推导固定翼空投无人机在不同载荷搭载情况下的运动学和动力学方程；确定固定翼空投无人机所受合外力和合外力矩；根据建立的运动学与动力学模型，建立固定翼空投无人机姿态误差动力学模型，并将其建模为非线性仿射切换系统；根据姿态误差动力学模型设计具有有限时间收敛性质的切换滑模控制器；根据设计的切换滑模控制器证明固定翼无人机在空投任务中的稳定性。本发明提高了固定翼无人机在空投过程中的安全性和可靠性，且适用范围广泛，具有较高的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN119472257A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202410859952.2
申请日：2024-06-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供了一种多平衡点变模态系统的鲁棒控制方法及系统，属于混杂系统的控制领域。为了解决现有H∞控制器难以用于多平衡点变模态系统，限制了多平衡点变模态系统在实际应用中的鲁棒性能提升，且对外部干扰的抵抗力弱的问题。本发明考虑到子系统具有不同平衡点的一般化情形，提出了多平衡点变模态系统的稳定性和收敛区域估计方法，从而实现对复杂变模态系统行为的更精确掌控；且针对实际应用中普遍存在的外部干扰问题，设计了H∞控制器，显著增强了变模态系统对外部不良干扰的抵抗能力，确保了系统的稳定性和可靠性，这一创新不仅为变模态系统的研究提供了新的视角，也为相关领域的实际应用提供了强有力的技术支持。
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公开(公告)号：CN115686064A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211403771.6
申请日：2022-11-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种基于改进A星算法的空投飞行器路径规划方法及系统，涉及飞行器路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：改进A星算法中采用正向搜索与反向搜索相结合，通过为每一个起点和目标点构建A星算法搜索分支，并将A星算法中的启发项改进为当前节点到其他搜索分支节点距离之和，解决了空投飞行器路径规划中确定空投分离点的问题，实现了同时包含分离点以及子机、载机各自路径信息的空投飞行器路径规划；同时提出了两种搜索策略：以本搜索分支节点到其他搜索分支封闭列表中的最新节点或者其他搜索分支的起点为启发项。本发明在保证无人子机和载机避障效果的同时，有着较高的计算效率，具有较高的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN115657725A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211403755.7
申请日：2022-11-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种子母式无人机投放决策及路径规划一体化方法及系统，涉及无人机路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：根据子母式无人机任务需求，构建三维地图环境；确定子母式无人机的子机数量及各个子机的目标位置；根据各个子机的目标位置和地势高度建立路径代价函数；利用改进的粒子群算法获得子母式无人机中母平台及子机的飞行路径，其中子机的初始飞行路径点即为被投放位置。本发明以子母式无人机投放过程特有的分离点选取为核心，填补了子母式无人机路径规划方法的研究空白；针对传统粒子群算法收敛速度过快，易陷入局部最优的问题，提出改进粒子群算法，兼顾了路径优化中的局部最优性与全局最优性，有效提高了规划路径的质量。
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公开(公告)号：CN118363395B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410177081.6
申请日：2024-02-08
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 一种基于切换滑模控制的固定翼空投无人机姿态控制方法及系统，涉及无人机姿态控制技术。以解决现有的无人机姿态控制技术没有考虑空投对纵向和横向分量的影响限定无人机空投的广泛应用、以及解决针对固定翼无人机在连续空投中因系统频繁切换可能导致的不稳定问题。技术要点：确定固定翼空投无人机本体和载荷的有关参数；在所得参数的基础上推导固定翼空投无人机在不同载荷搭载情况下的运动学和动力学方程；确定固定翼空投无人机所受合外力和合外力矩；根据建立的运动学与动力学模型，建立固定翼空投无人机姿态误差动力学模型，并将其建模为非线性仿射切换系统；根据姿态误差动力学模型设计具有有限时间收敛性质的切换滑模控制器；根据设计的切换滑模控制器证明固定翼无人机在空投任务中的稳定性。本发明提高了固定翼无人机在空投过程中的安全性和可靠性，且适用范围广泛，具有较高的工程应用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118068697A
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202311762232.6
申请日：2023-12-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于地面站的四旋翼无人机多模态控制方法及系统，本发明涉及四旋翼无人机控制技术领域。本发明用以解决如下技术问题：受到无人机载荷以及所搭载的计算单元硬件限制致使无人机自身的计算能力有时难以保证其执行并完成复杂飞行作业任务，网络化环境中网络带宽资源受限，多模态随机系统的模态不匹配控制问题。技术要点：建立线性化后的离散状态空间表达式形式的四旋翼无人机模型；设计事件触发条件；构建基于事件触发的模态不匹配情况下四旋翼无人机状态矩阵和控制器结构；提出四旋翼无人机系统均方稳定的充分条件；提出离散时间基于事件触发的多模态四旋翼无人机控制器设计方法，得到四旋翼无人机系统的模态不匹配控制器增益，从而实现基于地面站的四旋翼无人机多模态控制。本发明能够有效反映系统实际模态频繁变化的动态特性，具有较高的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN118982453A
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202411003587.1
申请日：2024-07-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种适用于资源受限环境的SLAM硬件加速架构，属于自主导航领域。本发明是为了实现在功耗、时延等方面大幅提升SLAM系统的性能，实现资源受限下的SLAM加速而提出的。本发明通过将SLAM算法中的计算密集型部分移植到FPGA上进行并行计算，从而在功耗、时延等方面大幅提升SLAM系统的性能。本发明方法可根据具体应用场景进行定制化设计，本发明架构采用前端、后端双重加速思想提升SLAM算法的执行效率，并可根据具体应用需求进行定制优化，能够为双目SLAM SOC芯片的设计提供方法指导。本发明用于SLAM硬件加速方法中。
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公开(公告)号：CN115657725B
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202211403755.7
申请日：2022-11-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种子母式无人机投放决策及路径规划一体化方法及系统，涉及无人机路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：根据子母式无人机任务需求，构建三维地图环境；确定子母式无人机的子机数量及各个子机的目标位置；根据各个子机的目标位置和地势高度建立路径代价函数；利用改进的粒子群算法获得子母式无人机中母平台及子机的飞行路径，其中子机的初始飞行路径点即为被投放位置。本发明以子母式无人机投放过程特有的分离点选取为核心，填补了子母式无人机路径规划方法的研究空白；针对传统粒子群算法收敛速度过快，易陷入局部最优的问题，提出改进粒子群算法，兼顾了路径优化中的局部最优性与全局最优性，有效提高了规划路径的质量。
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公开(公告)号：CN119356086A
公开(公告)日：2025-01-24
申请号：CN202411468248.0
申请日：2024-10-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种变模态系统的防抖模型预测控制方法及系统，属于混杂系统控制领域。为了解决传统防抖变模态控制算法难以均衡防抖控制性能和镇定控制性能，导致控制系统在镇定控制性能上存在如收敛速度显著降低和超调量剧烈增大的问题。本发明包括建立变模态控制系统模型并设计代价函数，基于平均驻留时间变模态系统稳定性判据和多李雅普诺夫函数方法设计关于稳定性的线性不等式条件并计算代价上限，设计满足系统约束的线性不等式条件并计算系统控制性能代价上限，最后根据设计的滚动时域优化算法获得多模态状态反馈控制增益并作用于控制系统。本发明提高了系统的综合性能，拓宽了此类方法的应用对象和适用范围，具有较好的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN115686064B
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202211403771.6
申请日：2022-11-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/46 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种基于改进A星算法的空投飞行器路径规划方法及系统，涉及飞行器路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：改进A星算法中采用正向搜索与反向搜索相结合，通过为每一个起点和目标点构建A星算法搜索分支，并将A星算法中的启发项改进为当前节点到其他搜索分支节点距离之和，解决了空投飞行器路径规划中确定空投分离点的问题，实现了同时包含分离点以及子机、载机各自路径信息的空投飞行器路径规划；同时提出了两种搜索策略：以本搜索分支节点到其他搜索分支封闭列表中的最新节点或者其他搜索分支的起点为启发项。本发明在保证无人子机和载机避障效果的同时，有着较高的计算效率，具有较高的工程应用价值。
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