无人运载装备协同控制的非凸距离约束凸化方法及系统

    公开(公告)号:CN117784789A

    公开(公告)日:2024-03-29

    申请号:CN202311801277.X

    申请日:2023-12-26

    Applicant: 湖南大学

    Abstract: 本申请公开了一种无人运载装备协同控制的非凸距离约束凸化方法及系统,属于无人运载装备控制技术领域。该方法包括:无人运载装备模型线性化,构建无人运载装备编队中无人运载装备的非线性模型,对构建的非线性模型进行雅可比线性化;非凸距离约束构建,根据各无人运载装备的位置、通信距离及安全距离,建立非凸通信保持约束及避撞约束;非凸距离约束凸化,采用非凸约束凸化算法将建立的非凸通信保持约束及避撞约束转化为凸约束。本申请将无人运载装备协同运动控制问题中的非凸距离约束转化为凸约束的方法,有利于求解同时满足通信保持需求及避撞需求的控制输入全局最优解,从而可以同时实现无人运载装备协同运动过程中的通信保持需求及避撞需求。

    一种有缆水下作业机器人仿真系统

    公开(公告)号:CN113050449A

    公开(公告)日:2021-06-29

    申请号:CN202110295619.X

    申请日:2021-03-19

    Applicant: 湖南大学

    Abstract: 本发明提供了一种基于Unity 3D的有缆水下作业机器人仿真系统。水下作业机器人控制模块用于选择机器人控制模式并发送控制指令;仿真模块用于实现水下3D静态场景、3D动态场景、水下作业机器人运动及机器人搭载传感器的仿真;图形用户界面模块用于实现人机交互及传感器数据的显示;数据平台存储来自传感器的数据,用于后续进行数据分析及仿真过程回放。本发明可以在一台计算机上仿真有缆水下作业机器人在水下环境作业的全过程,两种不同的机器人控制模式分别可以实现对操作员的培训及控制算法效果的验证,数据平台存储的仿真过程数据可以用于评价不同水下作业方案的优劣及控制算法的好坏,为优化选择水下作业方案及改善控制算法提供参考。

    一种无模型无人水下航行器轨迹跟踪方法及系统

    公开(公告)号:CN120066034A

    公开(公告)日:2025-05-30

    申请号:CN202510204196.4

    申请日:2025-02-24

    Applicant: 湖南大学

    Abstract: 本发明公开了一种无模型无人水下航行器轨迹跟踪方法及系统,其包括:步骤1,根据给定的期望轨迹及测量得到的无人水下航行器位姿,计算跟踪误差及跟踪误差变化率,构造非线性非奇异终端滑模面;步骤2,根据无人水下航行器位姿、速度及期望轨迹,计算动态回归矩阵;步骤3,根据滑模面及动态回归矩阵,设计非线性自适应律,获得模型不确定性未知上界、输入饱和逆向标度因子下界倒数及无人水下航行器未知物理参数的估计值;步骤4,根据步骤3获得的估计值,结合控制律增益系数及动态回归矩阵,设计无模型鲁棒自适应有限时间控制律。本发明能够解决输入饱和及模型不确定性条件下无人水下航行器物理参数未知的轨迹跟踪控制问题。

    一种多ROV水下协同作业仿真系统

    公开(公告)号:CN112947117A

    公开(公告)日:2021-06-11

    申请号:CN202110198404.6

    申请日:2021-02-22

    Applicant: 湖南大学

    Abstract: 本发明公开了一种多ROV水下协同作业仿真系统,该系统包括VR操控模块、仿真模块、场景同步模块和UI界面模块,VR操控模块实时采集操作者双手在VR设备上输入的控制指令及位姿信息,并实时传送至仿真模块;场景同步模块实时接收来自至少一台VR设备加载的ROV、同一水下场景模型作为作业场景及控制指令,并将各ROV同步至该作业场景中;UI界面模块用于将虚拟双手操控功能按键、每一ROV分别在作业场景中作业的状态信息及图像信息、及ROV同步在作业场景中协同作业的状态信息及图像信息进行显示。本发明能够实现多ROV水下协同作业仿真,简化系统硬件架构,提升仿真系统可靠性,减少操作员培训所需时长,提升操作员的沉浸式体验,降低ROV损毁丢失等风险。

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