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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：CN119200407A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411360427.2
申请日：2024-09-27
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种基于分布式模型预测控制的UUV围捕方法，该方法包括建立分布式控制系统结构，通过外层控制器获取当前UUV的预测状态序列以及邻域UUV的最优预测状态序列，进行优化求解分别获得当前UUV的最优预测状态序列和最优控制序列，将当前UUV控制补偿量与当前UUV的最优预测状态序列和最优控制序列相加获取当前UUV最终控制量。本发明通过外层控制器负责通信交互、探测目标与最优控制序列的计算，内层控制器负责补偿系统模型的不确定部分以及抵抗外部干扰。
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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：CN115202373B
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202210476840.X
申请日：2022-04-30
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明一种基于Q‑learning的水下滑翔机路径规划方法，属于水下滑翔机任务规划技术领域；该方法包括水下滑翔机Q学习要素设计与算法流程设计两部分，水下滑翔机Q学习要素包括水下滑翔机状态、动作集合、奖励函数、动作选择策略、Q值表初始化；算法流程设计依据学习要素进行。本发明的水下滑翔机在不断探索学习过程中，根据环境反馈的奖励值选择最优动作，最终规划出一条安全的最短路径。相较于传统路径规划方法，该方法不需要提前知道环境信息，因此该方法在不同的环境条件下有优良的迁移能力。针对水下滑翔机的运动特点，根据”V”字形运动方式，考虑俯仰、横滚、偏航，建立了一种新的动作选择集合和动作选择策略，保证了算法对于水下滑翔机平台的适用性。
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公开(公告)号：CN118534923A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410390752.7
申请日：2024-04-02
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种基于自适应多种群差分进化法的水下滑翔机运动规划方法，基于水下滑翔机的动力学模型、运动学模型和能耗模型，建立了考虑运动参数的适应度函数。其次，根据最佳优化维度存在的范围，构建并随机初始化三个具有不同优化维度的子种群。再次，提出一种优化维度协同进化策略，不断改进并最终确定运动规划方法的最佳优化维度。最后，利用自适应多种群差分进化算法对适应度函数进行优化，输出能耗最低滑翔路径及每一个滑翔剖面的航向角、下潜深度和俯仰角。由于采用自适应多种群差分进化算法，本发明可以为水下滑翔机运动规划方法可以快速找到可行解，显著降低水下滑翔机的能耗，提高运动规划方法的计算效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114740872B
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202210204177.8
申请日：2022-03-03
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/485 , G05D101/10
Abstract: 本发明涉及一种基于拓扑和联盟的UUV集群搜索攻击决策方法，属于搜索攻击决策技术领域。该方法将集群中的UUV视为能够自主决策的智能体，基于通信拓扑结构和联盟收益函数，首先以编队形式对目标进行搜索，然后通过与其他UUV的信息交互进行联盟组建，共同执行攻击目标的任务。该方法考虑到UUV集群的通信拓扑，兼顾个体性能和群体性能的最优性，能够在分布式架构下实现智能实时的任务决策。
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公开(公告)号：CN115031627B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202210492615.5
申请日：2022-05-07
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种实现水下集群内个体之间视觉感知的方法，通过视觉对目标进行位置关系检测和速度方向检测的方法，用于水下集群中通过视觉对个体进行信息检测。首先通过传统视觉方法对特定布局下的LED信号源进行识别，包括不同颜色的LED以及垂直布局的一对LED灯。再通过使用小孔成像原理对LED灯进行垂直平面距离的测量，水平和垂直方向的视角差，进而计算出相对于观测个体的三维位置坐标。最后，针对BlueROV在水下运动的特性，即BlueROV只有偏航角度的变化，设计了一种检测BlueROV速度方向的算法，该算法同时也需要BlueROV身上布置相应的LED信号源，进而得到观测个体与目标个体的速度方向之间的夹角。
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公开(公告)号：CN112700501B
公开(公告)日：2024-03-05
申请号：CN202011464862.1
申请日：2020-12-12
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明提出一种水下单目亚像素相对位姿估计方法，首先，在目标对接装置上设置光源标靶，光源标靶上具有至少5个特征光源，事先获取特征光源中在世界坐标系下的三维坐标。其次，利用水下单目视觉系统采集光源标靶图像，获取像素坐标系下，图像中每个特征点的坐标。再次，以特征点在世界坐标系下的坐标和像素坐标系下的坐标作为输入，利用水下单目视觉系统相机的内参数矩阵，采用共面PnP算法，得到世界坐标系相对于相机坐标系的相对位姿矩阵cMw的粗值。最后，以得到的cMw粗值为初始值，采用RLS优化算法，迭代得到cMw精确值。本发明可以准确的得到相对位姿信息，完成水下机器人自主对接工作。
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公开(公告)号：CN117405102A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311227002.X
申请日：2023-09-21
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种基于IMU/DVL/激光雷达的无人船的导航方法，利用IMU预处理后的激光雷达数据进行点云聚类分割、特征提取，再构建边缘点到直线以及平面点到平面的约束，之后考虑在环境特征不足的场景下，根据DVL输出的速度信息构建平移约束，最后利用约束进行非线性优化，进行点云配准，即得到位姿增量。这样的匹配算法可以使SLAM系统在减少运算量的基础上，能够有效适应点云特征稀疏的环境，提高SLAM系统的鲁棒性与稳定性。
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公开(公告)号：CN115071926B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202210531304.5
申请日：2022-05-16
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种基于Petri网的自主水下航行器锚泊卧底任务控制方法，属于自动控制技术领域。包括建立基于Petri网的自主水下航行器锚泊卧底任务离散模型；到达卧底区域后，切换至定角下潜状态；下潜到设定高度后，切换至姿态调整状态；姿态调整结束后，切换至定高巡航状态，并检测地形平整度；检测到合适地形后，AUV停机减速，释放锚链抓底；锚链触底后，调整AUV姿态，完成卧底任务；卧底任务中始终执行故障检测，若发生故障，针对故障类型进行相应操作。本发明方式成本较低，可以实现卧底后的姿态调整，且利于二次启动。
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