公开(公告)号：CN101661290A

公开(公告)日：2010-03-03

申请号：CN200910072924.1

申请日：2009-09-18

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  万磊 ,  庞永杰 ,  唐旭东 ,  张磊 ,  吕翀 ,  陈小龙

IPC: G05B23/02

Abstract: 本发明提供的是一种智能潜水器控制舱的全实物测试装置及测试方法。水密接插线一端与控制舱水密插头联接，另一端将串行通信信号线接入普通PC多串口卡，将模拟电压信号线、数字信号线、脉冲信号线接入多功能卡。在普通PC中启动智能潜水器水动力学计算和传感器模拟程序，通过多串口卡上的指定串口和多功能卡上的指定端口接收指令进行动力学计算后，通过多串口卡和多功能卡，发回传感器状态信息；控制舱内各个嵌入式计算机程序启动，通过水密接插线发出控制指令，接收通过水密接插线返回的传感器信息；建立控制-传感器信息反馈-再控制-再反馈的信息循环，形成完整的控制程序调试闭环，长时间考核控制水密舱内软硬件的可靠性。

公开(公告)号：CN101419464A

公开(公告)日：2009-04-29

申请号：CN200810064716.2

申请日：2008-06-13

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  庞永杰 ,  吕翀 ,  万磊 ,  秦再白 ,  唐旭东 ,  张磊 ,  陈小龙

IPC: G05D1/04

Abstract: 本发明提供的是一种采用矢量推进器的无人潜水器定深航行控制方法。包括这样一些步骤：(1)通过相应传感器获取深度、纵向速度、姿态角度信息；(2)将深度的偏差论域映射到纵倾角的偏差论域，改深度控制为纵倾控制，计算此时需要的纵倾方向转矩，根据矢量推进器的力臂计算应给出的垂直方向的力；(3)调整矢量推进器推水角度和转速，输出指定方向的推力，在垂直面分解后垂直方向的力用于调节纵倾，水平方向的力用于保持速度。本发明可有效提高采用矢量推进器的无人潜水器定深航行的控制精度，实际应用于无人潜水器控制系统设计，可进行水下探测，考古，水下救捞等。

公开(公告)号：CN101244756A

公开(公告)日：2008-08-20

申请号：CN200810064112.8

申请日：2008-03-13

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 邹劲 ,  谢毅 ,  徐玉如 ,  庞永杰 ,  苏玉民 ,  万磊 ,  秦再白

IPC: B63B43/12

Abstract: 本发明提供的是一种水密无人艇倾覆自动恢复装置。它由高压储气罐(1)、充气控制电磁阀(2)、排气控制电磁阀(3)、充气控制开关(4)、排气控制开关(5)、开关控制器(6)、气囊(8)、电池组(9)、充气通气管(11)和排气通气管(10)组成。本发明结构简单而且所采用的装置都比较普通廉价，采用高压空气来填充气囊，安全无污染，选用机械式开关控制器，成本低廉，制作方便却完全能实现自动控制的要求，避开了复杂而繁琐的控制机构和控制系统，仅需要十几伏的低压电池组就可以维持系统的正常工作，具有节能高效的优点。

公开(公告)号：CN1718378A

公开(公告)日：2006-01-11

申请号：CN200510010117.9

申请日：2005-06-24

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  万磊 ,  苏玉民 ,  庞永杰 ,  刘学敏

IPC: B25J13/00

Abstract: 本发明浮游式水下机器人运动的S面控制方法，包括步骤：基于短基线和深度计获取位置信息，基于罗经获取姿态角信息，基于多普勒速度计获取速度信息，通过控制器解算，通过螺旋桨和舵、翼执行运动。小范围定位时，通过六自由度位置偏差和偏差变化率作为输入的位置控制及精确动力定位。大范围航渡时，通过六自由度速度偏差和偏差变化率作为输入的速度控制。通过PD控制的指数化实现对水下机器人的非线性控制。本发明适用于浮游式水下机器人复杂的强非线性系统，参数数目少，便于调节，控制精度高。可实际应用于浮游式水下机器人控制系统设计，进行水下探测，考古，水下救捞，水下设施的维护和海洋领土的防御等。

公开(公告)号：CN117193126B

公开(公告)日：2024-07-26

申请号：CN202311289511.5

申请日：2023-10-07

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张拓圣 ,  廖煜雷 ,  万磊 ,  张家华 ,  魏天宇 ,  张国成 ,  马腾

IPC: G05B19/042

Abstract: 波浪环境下海洋机器人的节能控制方法及控制系统，本发明涉及海洋机器人的节能运动控制方法及控制系统。本发明的目的是为了解决现有方法在波浪环境影响下导致的航行轨迹偏离期望路线，造成能量损耗与机械损坏的问题。过程为：1：设置当前k时刻的期望艏向角；获取海洋机器人当前k时刻的实际艏向角、转艏角速度、遭遇角和波浪的波高；2：若航向误差绝对值大于阈值执行3；否则结束艏向控制；3：推理计算出波高和遭遇角对应的时变增益参数；4：计算海洋机器人当前k时刻的艏向控制系统输出；5：得到海洋机器人当前k时刻的艏向控制系统的输入；6：根据艏向控制系统的输入执行相应操作，令k＝k+1，执行1。用于机器人控制领域。

公开(公告)号：CN117193126A

公开(公告)日：2023-12-08

申请号：CN202311289511.5

申请日：2023-10-07

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张拓圣 ,  廖煜雷 ,  万磊 ,  张家华 ,  魏天宇 ,  张国成 ,  马腾

IPC: G05B19/042

Abstract: 波浪环境下海洋机器人的节能控制方法及控制系统，本发明涉及海洋机器人的节能运动控制方法及控制系统。本发明的目的是为了解决现有方法在波浪环境影响下导致的航行轨迹偏离期望路线，造成能量损耗与机械损坏的问题。过程为：1：设置当前k时刻的期望艏向角；获取海洋机器人当前k时刻的实际艏向角、转艏角速度、遭遇角和波浪的波高；2：若航向误差绝对值大于阈值执行3；否则结束艏向控制；3：推理计算出波高和遭遇角对应的时变增益参数；4：计算海洋机器人当前k时刻的艏向控制系统输出；5：得到海洋机器人当前k时刻的艏向控制系统的输入；6：根据艏向控制系统的输入执行相应操作，令k＝k+1，执行1。用于机器人控制领域。

公开(公告)号：CN116736709A

公开(公告)日：2023-09-12

申请号：CN202310686509.5

申请日：2023-06-09

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张拓圣 ,  廖煜雷 ,  万磊 ,  潘恺文 ,  李晔 ,  史健 ,  马腾 ,  张强 ,  王博

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种海洋机器人的动态补偿型自抗扰艏向控制方法，涉及机器人运动控制领域。本发明是为了解决现有艏向控制方法不能在不同航速下保证稳定的艏向控制性能，导致航艏控制准确性差的问题及航艏控制参数求解复杂的问题。本发明包括：将海洋机器人期望艏向角ψd输入跟踪微分器，获得跟踪微分器为ψd安排的过渡过程v1；将海洋机器人实际艏向角ψ、控制舵角δ及实际航速U输入线性扩张状态观测器，获得扰动补偿参数b、潜体艏向z1、转向加速度z2、潜体艏摇系统的扰动z3；将z1、z2、z3、b、v1输入自适应状态误差反馈，获得所需控制舵角δ'；将δ'下发至舵机，获得ψ'，若ψ'与ψd的误差不在预设误差内则重新输入线性扩张状态观测器，直至ψ'与ψd的误差在预设误差内。本发明用于海洋机器人的航艏控制。

公开(公告)号：CN113110532B

公开(公告)日：2022-11-04

申请号：CN202110500855.0

申请日：2021-05-08

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 万磊 ,  孙超伟 ,  孙延超 ,  张宇昂 ,  秦洪德 ,  曹禹 ,  夏光庆

IPC: G05D1/06

Abstract: 基于辅助动态系统的可底栖式AUV自适应终端滑模轨迹跟踪控制方法，本发明涉及可底栖式AUV自适应终端滑模轨迹跟踪控制方法。本发明的目的是为了解决现有方法对可底栖式AUV的轨迹跟踪控制精度低的问题。基于辅助动态系统的可底栖式AUV自适应终端滑模轨迹跟踪控制方法过程为：步骤一、建立AUV运动学方程；步骤二、基于步骤一建立的AUV运动学方程，定义位姿误差模型变量；步骤三、基于步骤一建立的AUV运动学方程和步骤二定义的位姿误差模型变量，建立AUV误差模型；步骤四、设计控制律控制步骤三建立的AUV误差模型。本发明用于AUV轨迹跟踪控制领域。

公开(公告)号：CN111487966B

公开(公告)日：2022-09-09

申请号：CN202010286992.4

申请日：2020-04-13

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 牛广智 ,  孙延超 ,  万磊 ,  秦洪德 ,  陈哲 ,  徐钰斐 ,  曹禹

IPC: G05D1/02

Abstract: 一种基于航路点的水面无人艇自适应路径跟踪控制方法，属于控制技术领域。主要是为了解决无人艇转弯角度大于90°时经典的LOS制导会产生较大的超调，导致的转弯跟踪精度低的问题。本发明基于提出的自适应LOS圆半径解算出基本视线角，根据路径偏差和航向偏差对基本视线角进行补偿得到最终期望视线角；接着设计了基于虚拟点的转向策略，采用三个小角度转向过渡大角度转向克服转弯角度较大时产生的严重超调问题。同时本发明还设计了航速解算器和智能自适应S面航向控制器及智能自适应积分S面航速控制器，可提高无人艇的跟踪效率和抗干扰能力，也能够很好的应对无人艇模型的复杂性性和不确定性。主要用于水面无人艇自适应路径跟(56)对比文件Guangzhi Niu，等.Intelligent Path-following Control of Unmanned SurfaceVehicles Based on Improved Line-of-sightGuidance《.IOP Conference Series:Materials Science and Engineering》.2019,第677卷(第4期),陆冠华等.基于路径自主规划的无人机四维战术轨迹跟踪《.导弹与航天运载技术》.2018,(第04期),Haibin Huang等.Line-of-Sight PathFollowing of an Underactuated USV Exposedto Ocean Currents using Cascaded Theorem.《2018 WRC Symposium on Advanced Roboticsand Automation (WRC SARA)》.2018,董早鹏等.基于自适应专家S面算法的微小型USV控制系统设计《.中国造船》.2017,(第02期),邓英杰等.基于DVS制导算法的欠驱动船舶路径跟踪指令滤波滑模控制《.大连海事大学学报》.2017,(第02期),韩鹏等.基于LOS法的自航模航迹跟踪控制算法实现《.应用科技》.2017,(第03期),燕聃聃等.吊舱推进的小型水面无人船航迹控制系统设计《.船海工程》.2017,(第04期),

公开(公告)号：CN113110512B

公开(公告)日：2022-08-26

申请号：CN202110547276.1

申请日：2021-05-19

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 孙超伟 ,  万磊 ,  孙延超 ,  景锐洁 ,  秦洪德 ,  张宇昂 ,  陈哲

IPC: G05D1/02

Abstract: 一种减弱未知干扰与抖振影响的可底栖式AUV自适应轨迹跟踪控制方法，属于控制技术领域。本发明是为了解决目前的控制方法不能对未知干扰下的可底栖式AUV进行很好的轨迹跟踪控制的问题。本发明基于AUV的六自由度动力学方程，使用滑模控制算法，在考虑外界未知干扰条件下设计自适应滑模控制的三维轨迹跟踪控制器，并采用非奇异快速终端滑模控制来提高控制器性能，同时采用自适应控制方法来解决未知时变干扰对控制系统的影响，使可底栖式AUV的轨迹跟踪控制其位置与姿态量η仍然能够跟踪期望值ηd，且ηe在有限时间收敛到零并保持稳定。主要用于可底栖式AUV的轨迹跟踪控制。