公开(公告)号：CN113721638A

公开(公告)日：2021-11-30

申请号：CN202110887813.7

申请日：2021-08-03

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 黄平 ,  王伟 ,  薛冰 ,  杨学宽

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明提供一种水域异构多无人器一致性编队方法。针对不同环境下无人器的模型异构问题，如水域环境下无人机、无人船、潜航器的环境差异问题。考虑环境参数和不同运动空间维度的差异，分别设计了三种异构模型的一致性控制律，重新推导了该类一致性算法的设计过程，通过分块Kronecker积和矩阵变换证明稳定性，并给出参数选择的一些充分条件。本发明考虑成形过程中的优化问题和避障问题，针对实际水域中的避障模型问题，引入圆形、山峰威胁模型等不同的区域，构造不同的势函数表达式。之后将异构多智能体系统转化为闭环误差系统，定义编队控制、避障优化函数与指标函数，采用逆最优控制算法推导一致性非二次型避障最优控制策略。

公开(公告)号：CN113009924A

公开(公告)日：2021-06-22

申请号：CN202110248990.0

申请日：2021-03-08

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 黄平 ,  杨学宽 ,  王伟 ,  薛冰

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明公开一种基于非二次型逆最优控制的水下无人器避障方法：建立每个多无人水下潜航器的二阶动力学模型，同时定义误差状态和状态空间描述；建立三个代价函数，分别表示编队成形代价函数、避障代价函数和控制能量代价函数，同时定义障碍物范围、检测范围和避障安全范围；针对海底礁石或山峰等障碍物，抽象建立海底锥形非二次型避障势函数，同时在势函数中加入改进避障角度调整法；最后从逆最优控制角度推导得到最优编队成形和避障的控制输入，在成形过程中避免障碍，同时控制输入最优。本发明构建了一种新的海底避障模型和势函数，依据传统圆形检测范围和角度调整法进行改进，以期达到水下复杂环境多水下无人器成形过程中的快速避障。

公开(公告)号：CN113342015A

公开(公告)日：2021-09-03

申请号：CN202110659250.6

申请日：2021-06-15

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 黄平 ,  杨学宽 ,  王伟 ,  薛冰

IPC: G05D1/06

Abstract: 本发明属于多智能体编队控制技术领域，具体涉及一种分布式海域跨介质异构系统一致性编队方法。海域跨介质系统包括四旋翼式水上无人机、鱼雷式水面无人船、鱼雷式自主水下潜航器，鱼雷式水面无人船需要维持水上无人机和水下潜航器的跨介质通信与信息交换的功能，因此需要保持在水面上，使必要的天线露出水面，由此在动力学模型上与水下潜航器产生维数不统一问题，本发明采用分块克罗尼克过程描述维数问题。本发明集合所有海域介质异构无人系统，实现了跨介质两种系统的异构，大大提高联合行动的能力和海域态势感知能力。本发明适合混合阶动力学模型和维数不统一的状态空间模型，在海域水面水下协同搜索与协同追踪方面具有应用前景。