公开(公告)号：CN105700356B

公开(公告)日：2018-10-02

申请号：CN201610104470.1

申请日：2016-02-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  滕延斌 ,  陈海田 ,  陈涛 ,  李娟 ,  严浙平

IPC: G05B13/04

Abstract: 基于鲁棒约束模型预测控制的UUV对线控位回收方法，涉及一种水下母船背驮式搭载UUV的自主回收方法。为了解决现有水下回收UUV的方法主要是针对静止的回收平台对UUV进行回收的问题以及回收过程中由于超调过大、调节时间过长等不稳定因素会使得UUV与回收平台发生碰撞的问题；本发明首先获得UUV与母船状态信息，构建误差预测模型，并计算局部时刻预测误差动态方程的系统矩阵和局部时刻状态预测误差；在约束条件下进行滚动优化，求解优化问题；然后计算控制量并新预测模型、重复滚动优化过程，直至实现与母船的对线控位过程。本发明适用于水下母船背驮式搭载UUV的自主回收。

公开(公告)号：CN108459602A

公开(公告)日：2018-08-28

申请号：CN201810165108.4

申请日：2018-02-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 贾知浩 ,  李晔 ,  廖煜雷 ,  张伟 ,  陈启贤 ,  张伟斌 ,  王磊峰 ,  潘恺文 ,  姜权权 ,  范佳佳

IPC: G05D1/02 ,  G05D1/00 ,  G01C21/20

Abstract: 本发明公开了多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊方法，属于水面无人艇局部动态靠泊规划领域。包括：计算目标泊位的一级引导点，二级引导点；判断无人艇是否到达一级引导点，二级引导点；计算无人艇当前位置与目标泊位间的距离；结合LOS视线法计算当前无人艇的靠泊约束集；计算当前无人艇与周围障碍物的最短碰撞时间；计算当前情况下无人艇的椭圆碰撞锥；利用基于COLREGS的多障碍启发式算法，选择无人艇速度矢量；计算无人艇下一时刻的位置。在传统速度障碍法中加入多级目标引导和靠泊约束集，成功实现多障碍复杂环境下欠驱动无人艇的自主靠泊，充分考虑了无人艇自身动力学、运动学和目标泊位的约束特性，使无人艇在自主靠泊中遵守海事规则。

公开(公告)号：CN108415423A

公开(公告)日：2018-08-17

申请号：CN201810106099.1

申请日：2018-02-02

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 姜权权 ,  李晔 ,  廖煜雷 ,  苗玉刚 ,  潘恺文 ,  张伟 ,  范佳佳

IPC: G05D1/02

CPC classification number: G05D1/0206

Abstract: 本发明涉及一种高抗扰自适应路径跟随方法及系统。给定期望路径点，将期望路径点和水中航行装备实时位置信息输入至制导模块，通过高抗扰自适应路径跟随方法解算出期望航向状态ψd；将期望航向状态ψd和通过航向传感器模块获得的并经滤波器模块滤波的水中航行装备实际航向状态信息ψ获得航向状态偏差绝对值e(k)，并输入至CFDL_MFAC控制器模块，输出期望指令u(k)至操纵机构模块；操纵机构模块收到并执行期望指令u(k)(如期望舵角)使得水中航行装备不断趋近期望航向ψd。本发明不需要依赖于系统模型，能有效抵御水流干扰，对模型摄动和噪声等不确定影响不敏感，具有很好的鲁棒性和自适应性，能快速驱动无人航行器跟踪上期望路径。

公开(公告)号：CN108319128A

公开(公告)日：2018-07-24

申请号：CN201810165857.7

申请日：2018-02-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 潘恺文 ,  廖煜雷 ,  王磊峰 ,  李晔 ,  张蔚欣 ,  张伟 ,  姜权权 ,  张杉雪

IPC: G05B9/03

CPC classification number: G05B9/03

Abstract: 本发明公开了一种具有应急功能的波浪滑翔器容错控制系统及方法，属于波浪滑翔器控制领域，包括主控系统，应急控制系统，通信系统，传感器系统和舵机；主控系统包括主控计算机；应急控制系统包括监控计算机和第一继电器；通信系统包括铱星模块、铱星天线、GPS天线、AIS通信模块；主控系统与传感器系统间采用串口通信，主控系统与监控计算机间采用串口通信，监控计算机与主控系统通过第一继电器连接，应急控制系统与舵机间采用串口通信，应急控制系统与铱星模块采用串口通信，应急控制系统与AIS通信模块通过第二继电器连接；铱星模块具有GPS接口，铱星接口；铱星天线通过铱星接口与铱星模块连接；GPS天线通过GPS接口与铱星模块连接。本发明运行稳定性高，容错性强，具有自我修复能力，显著降低了波浪滑翔器失踪失联的风险。

公开(公告)号：CN108284915A

公开(公告)日：2018-07-17

申请号：CN201810165106.5

申请日：2018-02-28

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李晔 ,  王磊峰 ,  廖煜雷 ,  潘恺文 ,  张蔚欣 ,  李一鸣 ,  王雨杉 ,  张伟 ,  沈鹏

IPC: B63B9/00 ,  G06F17/50

Abstract: 本发明公开了波浪滑翔器双体艏摇响应预测方法，属于波浪滑翔器控制领域，包含如下步骤：步骤(1)：初始化状态信息；步骤(2)：输入已知的舵角信息，在一个迭代步长内根据潜体艏摇响应方程计算潜体艏摇响应值步骤(3)：根据当前浮体艏向与当前潜体艏向计算浮体等效舵角δF；步骤(4)：输入浮体等效舵角，在一个迭代步长内根据浮体艏摇响应方程计算浮体艏摇响应值，浮体艏摇响应值包括浮体艏向角，浮体转艏角速度，浮体转艏角加速度；步骤(5)：判断仿真是否结束，若仿真没有结束，则返回步骤(2)；若仿真结束，则结束。本发明步骤简洁有效，模型参数具有较为清晰的物理意义而相对容易获取还能够作为运动控制方法研究的仿真平台。

公开(公告)号：CN105487386B

公开(公告)日：2018-06-26

申请号：CN201610104497.0

申请日：2016-02-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  滕延斌 ,  张明臣 ,  李本银 ,  唐照东 ,  严浙平

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种在载荷布放强扰下的UUV自适应模糊滑模控制方法，本发明涉及在载荷布放强扰下的UUV自适应模糊滑模控制方法。本发明是为了解决目前UUV的控制方法中没有针对载荷布放强扰下的UUV控制的研究问题。具体是按照以下步骤进行的：一：UUV进行载荷布放；二：获取UUV当前状态μ，构建UUV在载荷布放扰动下的动力学模型；三：设计滑模面s，构造滑模控制器；四：设计模糊控制器；五：利用自适应算法优化△K，得到六：得到新的自适应模糊滑模控制器τ；七：利用τ控制UUV，使UUV状态发生改变；八：重新执行步骤二至步骤七，直至UUV达到期望状态μd为止。本发明应用于UUV控制领域。

公开(公告)号：CN107301267A

公开(公告)日：2017-10-27

申请号：CN201710345386.3

申请日：2017-05-17

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张伟 ,  宋吉广 ,  魏世林 ,  张宏瀚 ,  陈涛

IPC: G06F17/50

CPC classification number: G06F17/5009 ,  G06F17/5095

Abstract: 本发明属于无人水下航行器整体性能分析及NSGA-II算法求解多目标的技术领域，具体涉及一种基于NSGA-II算法的降低UUV置空率的优化方法。该方法通过建立UUV的多学科优化模型，明确优化目标函数，将UUV的总体设计进行子系统分解，完成UUV的模型设计；然后通过确定多学科优化设计问题中包含的连续变量、离散变量，计算出目标函数，规定约束条件；最后基于NSGA-II算法，根据多学科优化设计对航行器进行多学科优化，从而得到UUV置空率的最优结果。本发明选用NSGA-II算法作为系统优化的搜索算法，解决了多目标、多约束、多变量的实际UUV综合性能问题，实现了典型UUV结构、性能以及UUV置空率的综合优化，不仅降低了UUV的置空率，还保证了UUV各方面的良好性能指标，具有较高的实用性。

公开(公告)号：CN104166995B

公开(公告)日：2017-05-24

申请号：CN201410373212.4

申请日：2014-07-31

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 严浙平 ,  郝悦 ,  张伟 ,  王千一 ,  赵锦阳 ,  张宏瀚

IPC: G06T7/73

Abstract: 本发明提供的是一种基于马步测度的Harris‑SIFT双目视觉定位方法。用于无人水下航行器(UUV)回收过程中的实时双目视觉定位。基于双目立体视觉的模型原理，利用SIFT算法从左右摄像机分别获取的图像中检测目标，并获取匹配目标的特征点，对两幅图像中目标物体的坐标标定，通过计算可得到目标物体的深度距离，还原其三维信息。针对UUV运动的海洋环境的特点，本发明提出了一种基于采用马步距离做测度的Harris‑SIFT算子双目视觉算法，提高了图像匹配的运算效率和应用水平的实时性，并且可以保证一定的精度。

公开(公告)号：CN106160175A

公开(公告)日：2016-11-23

申请号：CN201610352533.5

申请日：2016-05-25

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 李本银 ,  严浙平 ,  姜岸佐 ,  张耕实 ,  张伟 ,  张宏瀚 ,  陈涛 ,  刘祥玲

IPC: H02J7/36

CPC classification number: H02J7/36

Abstract: 本发明涉及一种适用于水下无人航行器的动力电到仪表电自主切换供电装置。包括动力电池组、仪表电池组、分压器、电压比较锁存电路、隔离电路、P‑MOS场效应管、DC‑DC转换器、第一二极管、第二二极管，仪表电池组的正极经过分压器连接到电压比较锁存电路，当仪表电池组电压高于预设的电压阈值时，电压比较锁存电路通过隔离电路控制P‑MOS场效应管截止，DC‑DC转换器不工作，由仪表电池组通过第二二极管向仪表电负载供电。在仪表电池组耗尽后，能够充分利用动力电池组，提高UUV的能源利用率；并且能够无缝切换到动力电池组，避免仪表数据丢失，保证仪表数据传输通畅。

公开(公告)号：CN105843234A

公开(公告)日：2016-08-10

申请号：CN201610312415.1

申请日：2016-05-12

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 陈涛 ,  徐达 ,  张伟 ,  张宏瀚 ,  张勋 ,  周佳加

IPC: G05D1/06

CPC classification number: G05D1/0692

Abstract: 本发明提供的是一种UUV对圆形障碍物几何绕行的二维航路规划方法。一：从使命文本读取航路起点Ob、航路终点Oe和各圆形障碍物的参数；二：对各圆形障碍物进行膨胀处理，计算膨胀后的各圆形障碍物的参数；三：建立绕行点集合S，令规划当前点Oc为起点Ob，并放入绕行点集合S中；四：如果规划当前点Oc是航路终点Oe，或者规划当前点Oc和航路终点Oe可视，转步骤六，否则执行步骤五；五：对距规划当前点Oc最近的圆形障碍物进行几何绕行，得到绕行点并放入绕行点集合S中，更新规划当前点Oc，转步骤四；六：将航路终点Oe放入绕行点集合S中，规划结束。本发明通过简单的几何原理实现对圆形障碍物的绕行，可以使UUV在复杂多圆形障碍环境中快速、高效的获得一条安全无碰的二维航路。