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公开(公告)号：CN116931448A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202310831387.4
申请日：2023-07-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明属于数字孪生技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的智能船状态监测和控制系统。本发明构建了智能船的数字孪生系统，通过构建多种海况、多种紧集情况下的船舶航行场景，可以通过仿真实验实现实船上难以进行的实验测试，大大降低了实船实验的风险和成本。本发明具有状态监测、故障诊断、辅助决策和健康管理等功能，可以实现全天候船上设备的状态健康监测，当发生故障时可及时报警，大大降低了因设备故障不能及时发现而引发的安全隐患；实现了在虚拟空间中实时映射现实空间的物理信息，使得管理者可以在岸基掌握智能船当前的航行状态并对其施加控制指令。
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公开(公告)号：CN112051742A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010979717.0
申请日：2020-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于MPC的全驱动船舶航迹跟踪方法，所述方法包括建立船舶数学模型、针对船舶运动模型的线性化和离散化、未来时域预测以及MPC在线求解，在控制器的设计中考虑了系统约束、环境干扰等因素，从而实现了全驱动船舶的航迹跟踪控制。最后，在仿真中对船舶沿圆轨迹的跟踪性能进行测试，并进行误差分析。结果表明，根据全驱动实船模型所设计的控制器能够在一定程度的环境干扰下较好地满足航迹跟踪功能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111596670A
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN202010577617.5
申请日：2020-06-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明一种基于镇定控制的欠驱动水面艇自动靠泊方法，包括如下步骤：S1，构建水面艇三自由度运动数学模型；S2，将所建立的数学模型展开并进行微分同胚变换；S3，采用状态反馈线性化对数学模型进行反馈变换；S4，根据变换后的系统进行控制器的设计。本发明将欠驱动船舶的动态系统转换成一种拓展的链式结构，最终实现了欠驱动水面艇的全局渐进点镇定控制，从而实现其自动靠泊的功能；本发明能对欠驱动水面艇实现较为精确、稳定的控制，能够满足欠驱动水面艇控制系统的全局渐进稳定性，并使水面艇的位置、速度和艏向角等物理量指数收敛。
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公开(公告)号：CN111898204A
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN202010667166.4
申请日：2020-07-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/28 , G06T17/20 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种用于带舵桨船舶的数值计算方法，包括：S1，在CFD仿真软件中导入船舶主体、螺旋桨和船舵的几何模型；S2，基于所导入几何模型，设置背景域以及分别包含船、螺旋桨和船舵的局部区域；S3，将S2中所建区域分别与其对应的船、螺旋桨和船舵进行布尔减运算，建立船域、螺旋桨域和船舵域；S4，设置边界条件；S5，建立背景域与船域、船域与螺旋桨域和船舵域之间的多层次嵌套重叠关系；S6，生成重叠网格；S7，设置计算模型和刚体运动条件；S8，计算求解。本发明针对带舵桨船舶的运动提出了一种简单有效的数值计算方法，通过重叠网格处理螺旋桨和船舵的大幅度运动问题，实现稳定、精确的数值计算。本方法高效准确，具有较强的实际应用性。
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公开(公告)号：CN110989628A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911373629.X
申请日：2019-12-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶水动力和船舶控制领域，具体涉及一种基于CFD的欠驱动水面船舶航向控制方法。本发明包括CFD数值分析、水动力计算、数学建模以及镇定控制设计四部分本发明通过水动力方程分析和水动力导数计算建立欠驱动船舶三自由度数学模型，从而获取推进力矩阵控制律和转向力矩阵控制律，采用镇定控制方法对欠驱动船舶的航向角进行控制。本发明针对模型未知的欠驱动船舶的航向控制问题提出了一种简单有效的解决方法，能够对欠驱动船舶操纵过程中的状态变化进行观测，实现快速、稳定的航向控制。
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公开(公告)号：CN110481777B
公开(公告)日：2023-03-17
申请号：CN201910766834.6
申请日：2019-08-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种水空两栖无人救援平台，既可以在水面航行，又能在空中飞行，两种航行模式可快速自由切换，水面航行依靠两个小水线面流线型船体和安装于每个船体后方的船用螺旋桨，推进方式采用双螺旋桨差速推进；空中航行依靠四个四旋翼用螺旋桨和配套无刷电机，呈正四边形固定在救援平台正上方；本发明配备的远程救援物资投放装置采用简单可靠的门式结构；本发明可实现自主循迹和自主避障功能。本发明结合了小水线面双体船和四旋翼无人机的优点，利用其飞行功能可以实现不连续水域的快速穿越，在不具备常规救援船下水条件的水域，可以以飞行方式到达，增强了无人救援平台的环境适应能力，扩大了无人救援平台的工作范围。
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公开(公告)号：CN110481777A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910766834.6
申请日：2019-08-20
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种水空两栖无人救援平台，既可以在水面航行，又能在空中飞行，两种航行模式可快速自由切换，水面航行依靠两个小水线面流线型船体和安装于每个船体后方的船用螺旋桨，推进方式采用双螺旋桨差速推进；空中航行依靠四个四旋翼用螺旋桨和配套无刷电机，呈正四边形固定在救援平台正上方；本发明配备的远程救援物资投放装置采用简单可靠的门式结构；本发明可实现自主循迹和自主避障功能。本发明结合了小水线面双体船和四旋翼无人机的优点，利用其飞行功能可以实现不连续水域的快速穿越，在不具备常规救援船下水条件的水域，可以以飞行方式到达，增强了无人救援平台的环境适应能力，扩大了无人救援平台的工作范围。
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