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公开(公告)号：CN108594834A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810243290.0
申请日：2018-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
CPC classification number: G05D1/0692
Abstract: 本发明公开一种面向未知环境下多AUV自适应目标搜索和避障方法，适用于未知复杂水下环境下的多AUV的目标搜索。本发明主要分为三种模式：有目标模式，根据感知外界的目标信息，动态实时预测实现自适应搜索；无目标模式，利用分区域策略实现全区域覆盖搜索和协同规划任务；避障模式，基于改进的动态窗口法实时避开障碍威胁。本发明根据不同的水下环境信息，通过三种模式间交替切换执行方式，执行多AUV的目标搜索任务，能够应对未知水下的不确定信息，保障目标状态信息的可信区间，具有环境适应性和搜索高效性。
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公开(公告)号：CN108549394A
公开(公告)日：2018-09-18
申请号：CN201810507374.0
申请日：2018-05-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明属于船舶运动控制领域，具体涉及一种基于领航者和虚拟领航者的多AUV直线编队控制方法。本发明包括如下步骤：(1)根据使命任务，实现多AUV的路径规划，获得领航者需跟随的路径(2)建立参考坐标系(3)建立如下AUV动力学模型(4)构建固定坐标系下的跟随者AUV的误差模型(5)设计AUV运动控制器。本发明提出了领航-跟随法和虚拟领航-跟随法相结合的编队控制策略，在多AUV组成的群体中，指定某个AUV为领航者，剩余的AUV作为它的跟随者，跟随者以期望的距离间隔跟随领航者的位置。通过反步法实现AUV路径跟踪控制，跟随者实时接收且只需接收领航者的纵向位姿信息，减少AUV在多种信息通讯时出现的混乱现象，增强了编队控制的稳定可靠性。
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公开(公告)号：CN103389094B
公开(公告)日：2017-03-01
申请号：CN201310296086.2
申请日：2013-07-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供的是一种改进的粒子滤波方法。包括：（1）运载体启动后，选取运载体状态函数及量测函数；（2）选取渐消因子和弱化因子；（3）采用STSRCKF设计重要性密度函数；（4）重新产生粒子；（5）计算粒子重要性权值并归一化；（6）重采样（；7）状态估计；（8）时刻迭代更新，判断当前时刻k是否为迭代终止时刻，若当前时刻k不是迭代终止时刻，则由当前时刻k更新到下一时刻k+1，重复执行步骤（2）；若当前时刻k是迭代终止时刻，则结束，控制运载体停止运动。
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公开(公告)号：CN103970021B
公开(公告)日：2016-12-07
申请号：CN201410216174.1
申请日：2014-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于模型预测控制的松弛动力定位控制系统，包括：传感器模块、扩展卡尔曼滤波器、海图计算单元、环境干扰补偿器、控制器、船舶动力装置。传感器模块包括位置参考系统和罗经，将北东坐标信息x、y和航向信息ψ传给扩展卡尔曼滤波器；扩展卡尔曼滤波器估计出系统的状态估计信息，海图计算单元将产生状态期望信息，环境干扰补偿器得到环境干扰力传送给控制器，控制器包括优化器和非线性模型预测控制器，优化器产生最优初始控制值传送给非线性模型预测器，非线性模型预测器产生控制指令传送给船舶动力装置。本发明产生的控制信号是缓慢变化的，从能量角度来看是最优的，有效的减少能耗和推进装置的磨损。
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公开(公告)号：CN105823503A
公开(公告)日：2016-08-03
申请号：CN201610169230.X
申请日：2016-03-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01D18/00
CPC classification number: G01D18/00
Abstract: 基于改进灰色预测GM(1,1)模型自主水下航行器传感器故障诊断方法，涉及自主水下航行器(AUV)故障诊断领域。本发明是为了增强自主水下航行器在水下工作的安全性。本发明主要包括以下步骤：1、建立自主水下航行器传感器故障模型；2、对自主水下航行器的传感器数据进行预处理；3、设计改进的灰色预测GM(1,1)模型；4、将改进的灰色预测GM(1,1)模型运用到自主水下航行器传感器中并进行故障诊断；5、利用改进GM(1,1)模型实现自主水下航行器传感器的实时故障诊断。本发明适用于自主水下航行器传感器故障诊断。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105700356A
公开(公告)日：2016-06-22
申请号：CN201610104470.1
申请日：2016-02-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: 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。
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公开(公告)号：CN105204507A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616185.3
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种包含输入时滞的气垫船航迹向的鲁棒控制方法，包括以下步骤，步骤一：通过气垫船的传感器系统得到气垫船运动的状态向量，包括纵向速度u、侧向速度v以及转首角速度r；步骤二：根据传感器系统采集的数据，得到气垫船当前运动的航迹向步骤三：根据控制器输入进入执行器后的反应时间，引入输入时滞环节，建立包含输入时滞的状态空间模型；步骤四：将航迹向传送给鲁棒控制器，得到控制指令传送给执行器，实现航迹向控制。本发明引入输入时滞环节使得气垫船的模型更为精确，有利于系统的分析与综合，设计的控制器更具有实用性和鲁棒性，保守性较低且易于实现，遗传算法则保证了鲁棒控制器设计的最优。
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公开(公告)号：CN105197005A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616167.5
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及气垫船的控制领域，具体涉及一种气垫船机桨匹配的方法。本发明包括：在有环境干扰的情况下，采集气垫船的航速获取气垫船阻力，空气螺旋桨的转速和螺距；当气垫船加速度为零时即匀速直航时的匹配求得匀速直航工况下的气垫船的机桨匹配点；当气垫船加速度不为零时即过渡过程的匹配完成过渡过程的匹配。本发明通过对气垫船匀速直航和过渡过程的分析研究，使气垫船燃气轮机和螺旋桨都能匹配。并且，分析中考虑了不同工况的变化对气垫船的影响。此时燃气轮机发出的功率被完全利用，螺旋桨的效率也得到提高。不仅使气垫船能够满足设计要求，并且经济效益较高，达到绿色驾驶的目标。
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公开(公告)号：CN105197004A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510616184.9
申请日：2015-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B60V1/14
Abstract: 本发明公开了一种基于激光测距仪的气垫船进坞控制系统及控制方法。包括罗经、激光测距仪、比较器、控制器、空气舵和侧风门；罗经采集气垫船当前时刻的航向角传送给比较器；激光测距仪采集气垫船当前时刻的左右距离传送给比较器；比较器将接收的航向角与指令航向角进行比较得到航向偏差，将接收的左右距离进行比较得到位置偏差，将航向偏差和位置偏差传送给控制器；控制器包括航向控制器和位置横移控制器，航向控制器根据接收的航向偏差输出舵角指令传送给空气舵，调节空气舵舵角，位置横移控制器根据接收的位置偏差输出侧风门开闭指令传送给侧风门，控制侧风门的开闭。本发明能够提高操控水平和航行稳定性。
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公开(公告)号：CN103309351A
公开(公告)日：2013-09-18
申请号：CN201310227389.9
申请日：2013-06-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于传感探测领域，特别涉及一种基于激光测距数据来构建极坐标柱状图以解决势场法容易陷入局部最小值并频繁震颤的问题，克服增强式矢量场法在阈函数构造中未考虑机器人实时速度的缺点的检修机器人避碰规划方法。本发明包括：建立极坐标柱状图；通过阈函数简化极坐标柱状图；根据评价函数选择检修机器人前进方向。本发明具有计算量小、反应速度快的优点；缩小了机器人下一工作周期选择行进方向的范围，减小了相应的计算时间与能耗。
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