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公开(公告)号：CN112462773B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202011352098.9
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种欠驱动水面船的路径跟踪抗饱和鲁棒控制方法。本发明设计了误差受限侧滑补偿ECS‑LOS导引律，采用侧滑估计器补偿时变侧滑角。本发明通过反步法设计了路径跟踪鲁棒控制器，并且采用干扰观测器对系统中的未知合成干扰进行观测，为避免执行器发生饱和现象，将饱和补偿器引入到所设计的鲁棒控制器中。本发明能够满足欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑、跟踪误差受限以及执行器输入饱和的情况下，不违反误差受限要求以及执行器不超过饱和范围的前提下以期望速度跟踪上期望路径，并且跟踪误差均能收敛于零附近，跟踪精度更高。
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公开(公告)号：CN112346465B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202011359029.0
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱无人船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于IALOS导引律的欠驱无人船自适应模糊控制方法。本发明是一种提高欠驱无人船的路径跟踪精度方法，本发明基于IALOS导引律设计了自适应模糊航向跟踪控制器和自适应模糊速度跟踪控制器，IALOS导引律用于获得期望的艏向角和路径参数更新律，改进的自适应律用于估计时变的侧滑角，模糊系统和自适应技术用于逼近由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的总的不确定项，解决了欠驱无人船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑以及时变海流条件下的路径跟踪控制问题。
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公开(公告)号：CN111572729A
公开(公告)日：2020-08-25
申请号：CN202010262925.9
申请日：2020-04-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于改进遗传算法的船舶动力定位系统推力分配方法。使用浮点数编码代替二进制编码；选择算子使用随机遍历抽样算法代替轮盘赌算法，降低选择操作的时间复杂度；在变异操作用中引入灾变，模拟自然进化的过程，提高种群的多样化，避免种群过早的进行收敛；引入多种群操作，每隔一定的代数对子种群进行迁移操作；将遗传算法的进化过程也分成渐变阶段和突变阶段，自使用改变基因交叉率和基因变异率来提高算法的收敛速度；调节适应度函数的权值和遗传算法的参数，提高推力分配的实时性、精确性以及稳定性。选取恰当适应度函数的权值，通过选择不同的遗传算法参数，分析参数对推力重分配过程的实时性、精确性以及稳定性的影响。
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公开(公告)号：CN112346465A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011359029.0
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱无人船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于IALOS导引律的欠驱无人船自适应模糊控制方法。本发明是一种提高欠驱无人船的路径跟踪精度方法，本发明基于IALOS导引律设计了自适应模糊航向跟踪控制器和自适应模糊速度跟踪控制器，IALOS导引律用于获得期望的艏向角和路径参数更新律，改进的自适应律用于估计时变的侧滑角，模糊系统和自适应技术用于逼近由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的总的不确定项，解决了欠驱无人船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑以及时变海流条件下的路径跟踪控制问题。
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公开(公告)号：CN112346464A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011358980.4
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的镇定控制技术领域，具体涉及一种结合反步法和自适应模糊方法的欠驱动水面船控制方法。本发明利用全局微分同胚变换将欠驱动船舶系统的稳定性问题转换为两个子系统的稳定性问题，将反步法与自适应模糊方法结合设计基于自适应模糊镇定控制器。自适应模糊实现对未知项的逼近，自适应律可以根据被控对象的动态特性进行学习，因此可以实现对控制器参数的更新，具有更好的控制效果。本发明设计基于自适应模糊镇定控制器可以在干扰和模型不确定的情况下实现欠驱动水面船的位置镇定和姿态镇定,且可以在保证控制系统中所有的闭环信号一致有界的前提下使欠驱动水面船稳定在期望点，其暂态特性更好、抗干扰能力强，更符合实际需求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111553562A
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN202010262928.2
申请日：2020-04-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及的是一种基于改进BP神经网络的船舶碰撞危险度估算方法，包括(1)对传统BP神经网络进行改进；(2)建立船舶碰撞危险度估算模型；(3)估算船舶碰撞危险度。本发明完成了传统BP神经网络数学模型的建立，一方面方便在其数学模型的基础上对其进行改进，另一方面方便将传统BP神经网络数学模型与改进BP神经网络数学模型进行对比；本发明提出了一种自适应学习速率算法，并最大限度地优化了每个节点的学习速率，进一步提高网络的收敛速度。本发明为了防止网络在迭代学习过程中陷入局部最小，无法收敛到要求的误差范围，使用最小动量项法对网络进行优化。
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公开(公告)号：CN112462773A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011352098.9
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种欠驱动水面船的路径跟踪抗饱和鲁棒控制方法。本发明设计了误差受限侧滑补偿ECS‑LOS导引律，采用侧滑估计器补偿时变侧滑角。本发明通过反步法设计了路径跟踪鲁棒控制器，并且采用干扰观测器对系统中的未知合成干扰进行观测，为避免执行器发生饱和现象，将饱和补偿器引入到所设计的鲁棒控制器中。本发明能够满足欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑、跟踪误差受限以及执行器输入饱和的情况下，不违反误差受限要求以及执行器不超过饱和范围的前提下以期望速度跟踪上期望路径，并且跟踪误差均能收敛于零附近，跟踪精度更高。
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公开(公告)号：CN112327635A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011359040.7
申请日：2020-11-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于欠驱动水面船的镇定控制技术领域，具体涉及一种基于鲁棒镇定控制器欠驱动水面船的控制方法。本发明包括获取欠驱动水面船的位置信息和姿态信息；引入全局微分同胚变换，对欠驱动船舶的控制回路进行解耦；基于鲁棒镇定控制器对欠驱动水面船的纵向推进力和转艏力矩进行控制；根据鲁棒镇定控制器的输出通过推力分配的方式改变推进器和舵机作用在欠驱动水面船的位置和转向，使欠驱动水面船镇定在期望位置。本发明利用基于鲁棒镇定控制器保证在船舶动态具有不确定性的情况下，闭环系统具有稳定性和良好的运行性能，保持一定的鲁棒性。基于鲁棒镇定控制器形式简单，不用测量速度，易于工程实现。
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公开(公告)号：CN111452933A
公开(公告)日：2020-07-28
申请号：CN202010262931.4
申请日：2020-04-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种船舶动力定位船推进器故障情况下的推力重分配方法。主要包括：1、基于不同的故障程度分为部分故障和完全故障，并将该故障类型应用于推力分配之中。2、基于推进器最大推力故障系数的方法，建立故障模式下优化模型。3、确定动力定位系统推进器推力重分配的方法。选择遗传算法作为本控制系统的优化求解方法，确定求解优化控制分配的准则。本发明针对不同的故障类型和程度建立了恰当的故障模型。为了保证船舶在推进器故障情况下继续安全作业，分析了推进器的不同故障类型并对推进系统的控制分配参数进行了重构。
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