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公开(公告)号：CN117184371A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311134148.X
申请日：2023-09-05
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种穿戴式自感应水下推进器及推进方法，属于水下推进控制领域。穿戴式自感应水下推进器包括控制箱、腿部穿戴设备和水下推进器，控制箱用于控制推进器；腿部穿戴设备集成了姿态传感器与推进器固定架，姿态传感器与控制箱以防水线相连；水下推进器固定于大腿处腿部穿戴设备，同时与控制箱以防水线连接。通过采集腿部运动频率、幅度及姿态角，将其作为输入信号，控制推进器的输出功率，增加穿戴式推进器的灵活性；并通过合理规划微控制器、水下推进器及姿态传感器的位置、将电源集成在推进器中并在微控制器处集成按键等操控装置，减少穿戴、结构复杂度。解决现有替代手持式推进器方案中未完全解放双手的问题。
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公开(公告)号：CN115033006A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202210595367.7
申请日：2022-05-29
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明涉及一种参数自适应整定的水下滑翔机扩张状态观测器的设计方法，涉及水下滑翔机技术领域。通过设计一种线性状态观测器，并基于最小均方算法设计一种参数更新自适应律，实现线性扩张状态观测器自适应估计不可测状态变量和模型不确定项。本发明方法通过自适应更新带宽，可以实现对状态变量和模型不确定项更准确地估计，可以为抗干扰控制器设计提供参考；通过应用带宽更新律提高扩张状态观测器的自适应能力，无需人为设定参数，而且参数可以自适应整定。
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公开(公告)号：CN115236983B
公开(公告)日：2025-05-06
申请号：CN202210871478.6
申请日：2022-07-23
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种考虑控制输入死区和饱和特性的UUV非稳定过程控制方法，深度控制目标值与观测器的输出作用后得到变结构控制参数，输出变结构控制u，经过死区补偿器，输出无死区控制指令τ。与现有技术相比优点如下：1、采用变结构控制算法代替传统自抗扰控制理论中的PID算法，有效解决多状态控制切换问题；2、利用基于最小均方误差的自校正算法动态调节变结构控制参数，从而保证UUV在不同速度下的控制性能；3、设计了一种非线性自适应补偿器，改变了原有方法的静态补偿，实现自适应动态补偿控制器死区，确保非理想舵机条件下的姿态稳定控制。
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公开(公告)号：CN115033006B
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202210595367.7
申请日：2022-05-29
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种参数自适应整定的水下滑翔机扩张状态观测器的设计方法，涉及水下滑翔机技术领域。通过设计一种线性状态观测器，并基于最小均方算法设计一种参数更新自适应律，实现线性扩张状态观测器自适应估计不可测状态变量和模型不确定项。本发明方法通过自适应更新带宽，可以实现对状态变量和模型不确定项更准确地估计，可以为抗干扰控制器设计提供参考；通过应用带宽更新律提高扩张状态观测器的自适应能力，无需人为设定参数，而且参数可以自适应整定。
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公开(公告)号：CN117150367A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311248580.1
申请日：2023-09-26
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F18/241 , G06F17/12
Abstract: 本发明涉及一种基于模糊自适应水下滑翔机故障诊断方法，涉及水下滑翔机故障检测领域。包括：建立质心调节机构控制俯仰角的非线性系统；根据质心调节机构控制俯仰角的非线性系统设计故障检测观测器，将状态变量与状态变量在故障检测观测器中的估计值的差作为状态估计误差，通过状态估计误差的阈值来判断是否存在故障；设计故障诊断估计器，对故障的大小进行识别。通过设计故障检测观测器和故障诊断估计器实现对执行机构故障的在线诊断与估计，提高了残差信号的精度，减少相位滞后，可以观测出扰动信号，及时检测出故障的发生并采取措施。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118092170A
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202410204737.9
申请日：2024-02-25
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于模糊控制算法的穿戴式自感应水下推进器控制方法，首先利用姿态传感器测量人体打腿频率；然后利用微控制器对测量得到的打腿频率数据进行滤波并取滑动平均得到滑动平均值；接下来定义模糊控制变量为人体打腿频率和脉冲宽度调制的占空比，并确定取值范围；之后生成模糊隶属函数；然后制定模糊规则，激活模糊控制器；最后利用微控制器根据得到的脉冲宽度调制占空比调整水下推进器转速，实现对水下推进器的控制。解决了现有的提出代替手持式水下推进器的控制方案中推力输出模式单一，换挡割裂感强的缺陷。
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公开(公告)号：CN117130289A
公开(公告)日：2023-11-28
申请号：CN202310744494.3
申请日：2023-06-25
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明涉及一种水下滑翔机硬/软件在环仿真平台及方法、能耗估计方法，涉及水下滑翔机技术领域。水下滑翔机的耗能系统被分为浮力控制系统、俯仰控制系统、航向控制系统、主控系统、测量系统和通信系统；其中，浮力控制系统和俯仰控制系统的能耗用物理公式计算。针对航向控制系统、主控系统、测量系统和通信系统四个系统建立仿真平台，的能耗数据由电池管理系统采集。最终将浮力控制系统的能耗、仰控制系统的能耗和仿真平台获取的能耗相加组成全系统能耗。本发明最大程度模拟实航时元器件的带负载功率，并且预测闭环控制运动能耗的方法。
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公开(公告)号：CN116661332A
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN202310453578.1
申请日：2023-04-25
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明涉及一种水下滑翔机半实物仿真系统，涉及系统仿真技术领域。该系统包括：水下滑翔机模拟装置，包括航行传感器；用户控制装置，用于生成故障模拟指令，故障模拟指令包括目标航行传感器的传感器标识；仿真装置，与控制装置和水下滑翔机模拟装置通信连接，用于在接收到故障模拟指令时，基于传感器标识控制水下滑翔机模拟装置中的目标航行传感器处于故障状态，并从水下滑翔机模拟装置获取故障响应结果。本公开提供的水下滑翔机仿真系统能够模拟水下滑翔机的故障，测试水下滑翔机应对故障的容错效果，从而提升水下滑翔机在紧急情况下的安全性，减少损耗。
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公开(公告)号：CN115236983A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210871478.6
申请日：2022-07-23
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种考虑控制输入死区和饱和特性的UUV非稳定过程控制方法，深度控制目标值与观测器的输出作用后得到变结构控制参数，输出变结构控制u，经过死区补偿器，输出无死区控制指令τ。与现有技术相比优点如下：1、采用变结构控制算法代替传统自抗扰控制理论中的PID算法，有效解决多状态控制切换问题；2、利用基于最小均方误差的自校正算法动态调节变结构控制参数，从而保证UUV在不同速度下的控制性能；3、设计了一种非线性自适应补偿器，改变了原有方法的静态补偿，实现自适应动态补偿控制器死区，确保非理想舵机条件下的姿态稳定控制。
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公开(公告)号：CN118192586A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410409877.X
申请日：2024-04-07
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/43
Abstract: 本发明涉及水下推进器控制技术领域，具体涉及一种穿戴式自感应水下推进器控制方法、系统、设备、程序产品以及介质，该方法包括：获取影响水下推进器工作时的多组影响参数以及水下推进器的脉冲宽度调制占空比；获取水流速最佳状态估计值和人体打腿频率最佳状态估计值；构建模糊神经网络，并进行训练；获取当前时刻的脉冲宽度调制占空比，并调整水下推进器的转速。本发明采用多组影响参数融合的方式消除系统本身非线性的影响，提高了系统的精度；通过建立模糊神经网络计算脉冲宽度调制占空比实现穿戴式自感应水下推进器的推力输出控制，充分发挥神经网络的并行处理能力和模糊系统的推理能力，以提高了水下推进器推力输出控制的稳定性和可靠性。
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