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公开(公告)号：CN108829132A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810602174.3
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种考虑大时滞的多UUV空间机动控制方法。利用状态反馈线性化将UUV的空间机动非线性方程转化为二阶积分方程形式；将UUV的连续机动方程转化为离散化，表达为离散信息模型方程；设计多UUV间信息交换的方式；设计考虑通讯大时滞的多UUV空间机动控制器，并利用设计的控制器求得多UUV中每个UUV的状态信息；根据通信拓扑图将信息传输到指定的UUV，再将接收的信息带入机动方程中，计算各个UUV的驱动力与驱动力矩；将计算出的驱动力与驱动力矩输入到各个UUV的执行机构，实现多UUV保持队形并跟踪机动路径。能够有效保证在通讯存在大时滞的情况下多UUV依然保持队形并完成空间机动任务。
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公开(公告)号：CN110376891B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN201910639698.4
申请日：2019-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于机器人领域，公开了一种基于模糊切换增益的反步滑模的纵平面轨迹跟踪无人潜航器控制方法，包含如下步骤：步骤(1)：建立无人潜航器在垂平面的运动学模型和无人潜航器在垂平面上的动力学模型，引入虚拟控制量α避免奇异值；步骤(2)：利用步骤(1)中的信息，结合反步法，选取Lyapunov函数，设计反步滑模控制器；步骤(3)：根据模糊规则设计模糊系统，将模糊系统的输出带入到控制器，以消除步骤(2)中滑模控制的抖振现象；步骤(4)：根据李雅普诺夫稳定性理论、比较原理，采用闭环轨迹跟踪误差调整增益收敛到接近零的压缩有界集使系统全局渐近稳定。本发明消除了滑模控制的抖振现象，跟踪精度更高、鲁棒性更好。
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公开(公告)号：CN108444476B
公开(公告)日：2021-04-23
申请号：CN201810109921.X
申请日：2018-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航方法，包括：主水下无人航行器与从水下无人航行器进行精确的时间同步；主水下无人航行器确定其在极区的精确导航信息；从水下无人航行器确定其在极区的粗略导航信息；主水下无人航行器利用超短基线系统，测定主从水下无人航行器之间的方位与距离信息；主水下无人航行器向从水下无人航行器发送信息；得到从水下无人航行器精确的导航信息；判断当前滤波次数是否大于等于总滤波次数：不满足时，则跳转至步骤三重；满足时，则结束。本发明可有效实现考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航，相比于不考虑水声通信延迟的所水下无人航行器极区协同导航方法有更好的精度。
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公开(公告)号：CN110427040A
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201910639537.5
申请日：2019-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明属于机器人领域，公开了一种基于动态面滑模的欠驱动无缆水下机器人深度反步控制方法，包含如下步骤：步骤(1)：结合无缆水下机器人在垂平面的运动学模型，确定控制目标为跟踪误差的收敛；步骤(2)：基于反步法设计Lyapunov函数，引入虚拟控制变量，并设计动态面消除传统反步法引起的微分爆炸现象；步骤(3)：结合步骤(1)和步骤(2)设计滑模面和自适应控制律解决深度控制问题；步骤(4)：结合步骤(2)和步骤(3)中的数据，根据李雅普诺夫稳定性理论和比较原理，使用闭环跟踪误差调整增益收敛到接近零的压缩有界集，保证控制系统的半全局一致有界性。本发明解决了模型不确定性和环境干扰问题，对期望路径的跟踪能力强。
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公开(公告)号：CN110376891A
公开(公告)日：2019-10-25
申请号：CN201910639698.4
申请日：2019-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于机器人领域，公开了一种基于模糊切换增益的反步滑模的纵平面轨迹跟踪无人潜航器控制方法，包含如下步骤：步骤(1)：建立无人潜航器在垂平面的运动学模型和无人潜航器在垂平面上的动力学模型，引入虚拟控制量α避免奇异值；步骤(2)：利用步骤(1)中的信息，结合反步法，选取Lyapunov函数，设计反步滑模控制器；步骤(3)：根据模糊规则设计模糊系统，将模糊系统的输出带入到控制器，以消除步骤(2)中滑模控制的抖振现象；步骤(4)：根据李雅普诺夫稳定性理论、比较原理，采用闭环轨迹跟踪误差调整增益收敛到接近零的压缩有界集使系统全局渐近稳定。本发明消除了滑模控制的抖振现象，跟踪精度更高、鲁棒性更好。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108663938A
公开(公告)日：2018-10-16
申请号：CN201810510991.6
申请日：2018-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种考虑通讯拓扑变换的UUV集群协调控制方法，首先利用反馈线性化方法建立非线性UUV运动学和动力学方程并转化为二阶仿射系统形式；其次用直接离散化法将UUV的连续模型转换为离散模型。由于领航者装备更精准的传感器，集群结构采用领导者-跟随者类型，领航者均向跟随者发送状态信息，而跟随者之间的通讯拓扑图为动态变换图。基于离散时间下的数学模型设计的协调控制协议可以保证UUV集群中各航行器的姿态和速度一致；每个航行器的位置姿态信息和速度信息由测速仪和陀螺仪获得。本发明在考虑通讯拓扑变换条件的UUV集群协调控制方法计算出的驱动控制力与力矩可以实现UUV集群中各航行器的航行轨迹均收敛于期望轨迹。
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公开(公告)号：CN110427040B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN201910639537.5
申请日：2019-07-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明属于机器人领域，公开了一种基于动态面滑模的欠驱动无缆水下机器人深度反步控制方法，包含如下步骤：步骤(1)：结合无缆水下机器人在垂平面的运动学模型，确定控制目标为跟踪误差的收敛；步骤(2)：基于反步法设计Lyapunov函数，引入虚拟控制变量，并设计动态面消除传统反步法引起的微分爆炸现象；步骤(3)：结合步骤(1)和步骤(2)设计滑模面和自适应控制律解决深度控制问题；步骤(4)：结合步骤(2)和步骤(3)中的数据，根据李雅普诺夫稳定性理论和比较原理，使用闭环跟踪误差调整增益收敛到接近零的压缩有界集，保证控制系统的半全局一致有界性。本发明解决了模型不确定性和环境干扰问题，对期望路径的跟踪能力强。
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公开(公告)号：CN108444476A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810109921.X
申请日：2018-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供一种考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航方法，包括：主水下无人航行器与从水下无人航行器进行精确的时间同步；主水下无人航行器确定其在极区的精确导航信息；从水下无人航行器确定其在极区的粗略导航信息；主水下无人航行器利用超短基线系统，测定主从水下无人航行器之间的方位与距离信息；主水下无人航行器向从水下无人航行器发送信息；得到从水下无人航行器精确的导航信息；判断当前滤波次数是否大于等于总滤波次数：不满足时，则跳转至步骤三重；满足时，则结束。本发明可有效实现考虑水声通信延迟的多水下无人航行器极区协同导航，相比于不考虑水声通信延迟的所水下无人航行器极区协同导航方法有更好的精度。
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公开(公告)号：CN108829126A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810510954.5
申请日：2018-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种考虑通讯延时的AUV集群协调控制方法。(1)建立非线性AUV运动学和动力学方程并转化为二阶仿射系统形式；(2)将AUV的连续模型转换为离散模型；(3)获得每个AUV的位置姿态信息和速度信息；(4)AUV集群结构采用领导者-跟随者类型；(5)利用基于离散时间下的数学模型设计的协调控制协议求得协调后AUV集群中各AUV的姿态和速度；(6)每个AUV都执行步骤(5)后得到相同的位置姿态和速度；(7)将得到位置姿态和速度带入每个AUV的控制器中，计算出每个力和驱动力矩的大小，并输入到执行机构中。本发明能够有效保证在存在通讯延时的AUV集群中航行器的航行轨迹均收敛于期望轨迹。
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公开(公告)号：CN108663939A
公开(公告)日：2018-10-16
申请号：CN201810601102.7
申请日：2018-06-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种考虑通讯丢包的UUV集群水平面路径跟踪控制方法。利用反馈线性化将UUV的三自由度非线性模型简化为二阶仿射系统；利用直接离散化的方法将UUV连续动态方程转换为离散形式；设计考虑通讯丢包的UUV集群水平面路径跟踪控制器；利用所述控制器求得UUV集群中每个UUV的位置和速度；将信息传输到通讯拓扑图中规定的UUV中，把得到位置和速度带入每个UUV的动态方程中，计算出每个执行机构的驱动力和驱动力矩的数值；将控制量输入到航行器执行机构所对应的驱动装置，实现多UUV集群保持队形并跟踪期望路径。本发明能够有效保证在通讯存在丢包的情况下多UUV集群依然保持队形并完成水平面路径跟踪任务。
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