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公开(公告)号：CN117270528A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311174153.3
申请日：2023-09-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明一种无人艇追逃博弈控制方法及控制器，基于追捕无人艇运动学数学模型和逃逸无人艇运动学数学模型，分别构造追逃优化代价函数和博弈化代价函数，设计了基于非线性模型预测方法的无人艇博弈控制器和无人艇追逃控制器，在对自身最不利的情况下评估追捕无人艇和逃逸无人艇的最佳策略；然后根据评估的对手策略得到自己的最佳博弈策略；考虑包括非线性无人艇运动学模型约束、速度约束、角速度约束、边界约束、避障约束在内的多约束条件下，无人艇博弈双方均通过最大最小优化求解方法，在多约束条件下得到了最优的追逃博弈策略，使得追捕无人艇和逃逸无人艇达到了纳什均衡状态。该方法提高了非合作运动场景中无人艇的对抗性。
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公开(公告)号：CN114217603A
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202111307607.0
申请日：2021-11-05
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种多无人船编队安全优化控制系统，包括获取无人船输入输出状态信息并滤波的滤波模块，获取并存储无人船输入输出状态滤波信息的数据收集模块，获取数据集并学习无人船模型的模型信息学习模块，获取存在信息交互关系的无人船信息并发送至编队跟踪控制模块和安全避碰避障控制模块中的信息交互通讯网络拓扑模块，获取无人船的航行信息和交互信息计算标称控制输入的编队跟踪控制模块，获取标称控制输入信息与交互信息计算安全优化的纵向速度控制输入和参考艏向角的安全避碰避障控制模块，计算艏向角控制输入的艏向角跟踪预测控制模块。该系统可以在复杂海洋环境下规避动静态障碍物和船与船的碰撞。实现多无人船的无风险编队跟踪控制。
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公开(公告)号：CN112631305A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011580559.8
申请日：2020-12-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了防碰撞抗干扰多无人船编队控制系统，包括用于对受控无人船模块建立的运动学与动力学模型进行重构的模型重构模块，获取无人船编队中与所述无人船存在信息交互的无人船信息并发送至位置预测控制模块的交互信息网络拓扑模块，获取无人船的航行信息和交互信息计算纵向速度控制输入和参考艏摇角序列并输入至艏摇角预测控制模块的位置预测控制模块，计算艏摇角速度控制输入值并输入至无人船运动学与动力学模型模块的艏摇角预测控制模块，以及计算艏摇角方向和模型不确定和时变海流扰动未知函数的估计值的不确定与扰动估计模块。该系统可以实现在复杂海洋环境下，提高无人船的抗扰动性与控制精确性，并能防止编队中无人船之间的碰撞。
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公开(公告)号：CN109752957A
公开(公告)日：2019-05-14
申请号：CN201910026842.7
申请日：2019-01-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇的制导指令调节器结构及设计方法，所述的结构包括制导指令调节器和闭环控制器。本发明所设计的无人艇制导指令调节器，对外环给定指令信号进行优化处理，考虑了无人艇的模型不确定性与海洋环境引起的外部扰动问题，并且制导指令调节器优化处理后得到制导指令信号同时满足无人艇的输入约束与状态约束，解决了现有的一些方案中运动学制导律违反无人艇实际物理特性的问题，使得控制性能得到提高。本发明所设计的无人艇制导指令调节器在处理制导信号时不依赖于精确的无人艇模型，无需进行多步的预测计算，节省了无人艇控制系统的计算资源与计算时间，从而能够快速跟踪外部时变指令信号，提高无人艇的机动性。
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公开(公告)号：CN109583144A
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201910016713.X
申请日：2019-01-08
Applicant: 大连海事大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种无人海洋航行器动力学优化控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括扰动观测器、指令调节器和动力学控制器。本发明将降维扰动观测器、指令优化调节器和动力学控制器相结合，使得内外部扰动与不确定性信息得到准确估计并传送至动力学控制器。从而解决了无人航行器的内外部扰动和无人海洋航行器的动力学约束问题，本发明不依赖于精确的无人海洋航行器模型，更加易于工程实现。本发明同时考虑了输入约束与状态约束，并采用滚动时域预测，建立优化目标函数，运用神经动力学优化求解得到满足约束条件的制导信号，使得控制信号满足无人海洋航行器的实际物理约束，从而大大提高无人海洋航行器的性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109407680A
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201811626628.7
申请日：2018-12-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种无人船编队重构的分布式目标协同分配方法，包括：S1、建立无人船编队重构中目标分配模型；S2、无人船ui根据代价函数计算方式得出代价向量ci；S3、无人船ui根据代价向量ci与出价规则自主决策选择目标点进行出价，得到各自的一组价格向量Poldi；S4、无人船ui将各自的价格向量信息Poldi广播给各自的邻居无人船；S5、完成分配。本发明所述的无人船编队重构的分布式目标协同分配方法，提出的一种无通信中心分布式协同目标分配方法，减小了对通信中心的依赖与通讯带宽，提高系统鲁棒性。同时考虑欠驱动无人船的特性，设计出一种基于Dubins曲线的代价函数，量化描述无人船到目标点的代价，解决基于直线的代价函数所忽略的运动学约束问题。
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公开(公告)号：CN114217603B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202111307607.0
申请日：2021-11-05
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种多无人船编队安全优化控制系统，包括获取无人船输入输出状态信息并滤波的滤波模块，获取并存储无人船输入输出状态滤波信息的数据收集模块，获取数据集并学习无人船模型的模型信息学习模块，获取存在信息交互关系的无人船信息并发送至编队跟踪控制模块和安全避碰避障控制模块中的信息交互通讯网络拓扑模块，获取无人船的航行信息和交互信息计算标称控制输入的编队跟踪控制模块，获取标称控制输入信息与交互信息计算安全优化的纵向速度控制输入和参考艏向角的安全避碰避障控制模块，计算艏向角控制输入的艏向角跟踪预测控制模块。该系统可以在复杂海洋环境下规避动静态障碍物和船与船的碰撞。实现多无人船的无风险编队跟踪控制。
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公开(公告)号：CN109581876B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN201910017243.9
申请日：2019-01-08
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种无人船的事件触发状态观测器结构及其设计方法，所述的观测器结构，包括事件触发模块、位置观测模块、扰动观测模块和速度观测模块。本发明所需传感器数量少，仅通过无人船定位系统输出的位置状态信息即可观测出无人船的速度信息与无人船在海洋环境中所受的集总扰动信息，不依赖于传感器与精确的无人船模型，易于海洋环境中的工程实现。本发明可以避免高增益状态观测器可能引起的高频震荡，调节参数少，计算负荷低，有利于实际微处理器的实时计算，从而可以提高无人船的整体性能。本发明设计了相应情况下合理的触发机制，减少了一些不必要的更新计算时刻点，从而减小了系统的损耗与计算负荷，节省了无人船有限的处理器资源。
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公开(公告)号：CN109752957B
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN201910026842.7
申请日：2019-01-11
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种无人艇的制导指令调节器结构及设计方法，所述的结构包括制导指令调节器和闭环控制器。本发明所设计的无人艇制导指令调节器，对外环给定指令信号进行优化处理，考虑了无人艇的模型不确定性与海洋环境引起的外部扰动问题，并且制导指令调节器优化处理后得到制导指令信号同时满足无人艇的输入约束与状态约束，解决了现有的一些方案中运动学制导律违反无人艇实际物理特性的问题，使得控制性能得到提高。本发明所设计的无人艇制导指令调节器在处理制导信号时不依赖于精确的无人艇模型，无需进行多步的预测计算，节省了无人艇控制系统的计算资源与计算时间，从而能够快速跟踪外部时变指令信号，提高无人艇的机动性。
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公开(公告)号：CN109407680B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201811626628.7
申请日：2018-12-28
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种无人船编队重构的分布式目标协同分配方法，包括：S1、建立无人船编队重构中目标分配模型；S2、无人船ui根据代价函数计算方式得出代价向量ci；S3、无人船ui根据代价向量ci与出价规则自主决策选择目标点进行出价，得到各自的一组价格向量Poldi；S4、无人船ui将各自的价格向量信息Poldi广播给各自的邻居无人船；S5、完成分配。本发明所述的无人船编队重构的分布式目标协同分配方法，提出的一种无通信中心分布式协同目标分配方法，减小了对通信中心的依赖与通讯带宽，提高系统鲁棒性。同时考虑欠驱动无人船的特性，设计出一种基于Dubins曲线的代价函数，量化描述无人船到目标点的代价，解决基于直线的代价函数所忽略的运动学约束问题。
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