一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法

    公开(公告)号:CN106325071B

    公开(公告)日:2019-03-05

    申请号:CN201610859143.7

    申请日:2016-09-28

    Abstract: 本发明提供一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法,第一,选用工作在离散状态下的离散事件触发器,设计变阈值下的触发判定函数,在到达触发时刻时,事件触发器通过触发判定函数判断当前状态是否满足触发条件;第二,通过补给船低频运动数学模型得出舵角‑航向的受控自回归积分滑动平均模型作为预测模型,采用遗忘因子递推最小二乘法对预测模型的参数进行在线估计;第三,结合事件驱动触发器将需要控制的状态发送给控制器,控制器通过GPC自适应算法解算后输出舵角控制增量和控制量,实现补给船快速完成靠近阶段和并行阶段并保持补给阶段的航向跟踪。本发明可以通过较低的代价控制补给船的航向,并且补给船系统的参数变化和环境影响的鲁棒性更强。

    一种无人艇安全航行船位推算方法

    公开(公告)号:CN106643723B

    公开(公告)日:2019-11-26

    申请号:CN201610971568.7

    申请日:2016-11-07

    Abstract: 本发明提供的是一种无人艇安全航行船位推算方法。步骤一,获取无人艇数据;步骤二,利用最小二乘法多项式拟合原理对获取的原始数据进行滤波,消除野值;步骤三,进行强跟踪卡尔曼滤波;步骤四,从GPS信号丢失时刻的位置开始,根据该点的航行速度、航行方向和航行时间对下一时刻的位置信息进行推算。本发明能够实现对无人艇获取的数据信息进行基于最小二乘法的数据预处理;能够实现无人艇在GPS信号丢失的情况下,采用基于强跟踪卡尔曼滤波的船位推算方法对下一时刻位置信息进行推测。本发明的方法可以对危险进行规避,具有实用性。

    一种无人艇安全航行船位推算方法

    公开(公告)号:CN106643723A

    公开(公告)日:2017-05-10

    申请号:CN201610971568.7

    申请日:2016-11-07

    Abstract: 本发明提供的是一种无人艇安全航行船位推算方法。步骤一,获取无人艇数据;步骤二,利用最小二乘法多项式拟合原理对获取的原始数据进行滤波,消除野值;步骤三,进行强跟踪卡尔曼滤波;步骤四,从GPS信号丢失时刻的位置开始,根据该点的航行速度、航行方向和航行时间对下一时刻的位置信息进行推算。本发明能够实现对无人艇获取的数据信息进行基于最小二乘法的数据预处理;能够实现无人艇在GPS信号丢失的情况下,采用基于强跟踪卡尔曼滤波的船位推算方法对下一时刻位置信息进行推测。本发明的方法可以对危险进行规避,具有实用性。

    一种无人艇动态定位控制方法

    公开(公告)号:CN106227221A

    公开(公告)日:2016-12-14

    申请号:CN201610858615.7

    申请日:2016-09-28

    CPC classification number: G05D1/0206

    Abstract: 本发明提供一种无人艇动态定位控制方法,包括:步骤1、在一定条件的海洋环境下,设置无人艇位置参数。步骤2、通过环境力估算方法计算出实时外界环境力。通过环境力计算方法计算环境力步骤3、通过最优艏向控制方法计算最优艏向并更新实时无人艇动态信息根据实时环境干扰力作用下的船舶侧推力是否为零的环境最优艏向的控制策略,求解最优艏向位置并更新无人艇信息。步骤4、采用非线性模型预测控制器的无人艇动态定位控制,本发明是可以准确进行无人艇动态定位控制,从而保证其可以使船舶运动控制器不必调整控制算法参数,而使船舶保持运动精度的控制方法。

    一种USV自主避碰控制的方法

    公开(公告)号:CN105867383A

    公开(公告)日:2016-08-17

    申请号:CN201610322414.5

    申请日:2016-05-16

    CPC classification number: G05D1/0206 G01D21/02 G06N3/126

    Abstract: 一种USV自主避碰控制的方法,涉及海洋搜救和勘测技术领域,尤其涉及一种USV自主避碰控制的方法。本发明的目的是提供一种USV自主避碰控制的方法,通过整个避碰系统的各子系统间相互配合协作,实现无人艇在执行搜救、勘察等任务的时候能够自主搜索障碍物,根据障碍物的分布情况实施避碰策略。此方法按以下步骤进行:一、环境图像信息采集;二、测量障碍物与无人艇之间的距离;三、GPS定位系统测出无人艇与他无人艇的相对位置信息,测速仪测出无人艇和其他无人艇的运动速度;四、障碍物判断系统处理收到的信息;五、将海面干扰情况传送给遗传算法控制器;六、遗传算法控制器制定出避碰策略。本发明方法适用于海洋搜救和勘测技术领域。

    基于电子海图的无人艇蚁群能耗最优全局路径规划方法

    公开(公告)号:CN108416152B

    公开(公告)日:2021-12-24

    申请号:CN201810221842.8

    申请日:2018-03-18

    Abstract: 本发明提供的是一种基于电子海图的无人艇蚁群能耗最优全局路径规划方法。1.对电子海图进行处理,转换成可加工的文件形式后,确定地图的可行区域与障碍区,并用可视图法找出起始点、目标点以及障碍物顶点之间可行路径的集合,保证这些路线不经过不可行区域,保证无人水面艇的航行安全。2.建立运动数学模型,建立一个无人艇的运动模型,从而实现对无人艇推力以及运动特性的掌握。3.无人艇数据获取,无人艇在水面航行时获取船的航向、船体位置、垂向加速度等信息数据;4.利用蚁群算法,搜索出一条满足需求的航迹。5.建立海流干扰下无人水面艇能耗模型,以能耗最优为前提,改进蚁群算法,得出满足安全航行条件且能耗最少的路径。

    一种基于贝叶斯理论和气垫船姿态信息的海浪信息预测方法

    公开(公告)号:CN106599427B

    公开(公告)日:2019-10-08

    申请号:CN201611105986.4

    申请日:2016-12-06

    Abstract: 本发明提供的是一种基于贝叶斯理论和气垫船姿态信息的海浪信息预测方法。一、对气垫船建立六自由度运动数学模型;二、基于步骤一中建立的运动数学模型仿真气垫船的横摇、纵摇和升沉三自由度姿态信息;利用多元预测理论对气垫船运动三自由度姿态信息进行交叉谱分析,得到交叉谱;三、根据气垫船实物仿真实验获取气垫船的响应幅度算子函数;四、将步骤二中得到的交叉谱和步骤三中得到的响应幅度算子函数作为贝叶斯模型的输入,并利用贝叶斯模型反演航行海域的实时海况。本发明是一种根据气垫船在海上的运动姿态数据来反推航行海域的海况信息的方法;本发明的贝叶斯模型输出的是离散化的海浪方向谱函数值,解决了参数法带来的运算复杂度的问题。

    基于增强学习型智能算法的无人艇航迹跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN106338919B

    公开(公告)日:2019-04-19

    申请号:CN201610987001.9

    申请日:2016-11-02

    Abstract: 本发明提供的是一种基于增强学习型智能算法的无人艇航迹跟踪控制方法。用位置参考系统测得无人艇的位置信息、用姿态参考系统测得无人艇的艏向姿态信息;对获取的位置信息及姿态信息进行滤波及融合,得到无人艇的实际位置及姿态;将期望的位置及姿态与实际的位置及姿态做比较,并经过解算得到误差信号;利用Backstepping法不断反演,最终得到无人艇航迹跟踪控制系统的控制律。本发明所述的近似策略迭代增强学习的航迹跟踪学习控制,在不依赖于环境模型的基础上实现了Backstepping控制器的学习优化,相较于传统的航迹跟踪控制器其算法更加智能,跟踪控制响应更加迅速,跟踪效果更加平滑,跟踪误差小。

    基于电子海图的无人艇蚁群能耗最优全局路径规划方法

    公开(公告)号:CN108416152A

    公开(公告)日:2018-08-17

    申请号:CN201810221842.8

    申请日:2018-03-18

    Abstract: 本发明提供的是一种基于电子海图的无人艇蚁群能耗最优全局路径规划方法。1.对电子海图进行处理,转换成可加工的文件形式后,确定地图的可行区域与障碍区,并用可视图法找出起始点、目标点以及障碍物顶点之间可行路径的集合,保证这些路线不经过不可行区域,保证无人水面艇的航行安全。2.建立运动数学模型,建立一个无人艇的运动模型,从而实现对无人艇推力以及运动特性的掌握。3.无人艇数据获取,无人艇在水面航行时获取船的航向、船体位置、垂向加速度等信息数据;4.利用蚁群算法,搜索出一条满足需求的航迹。5.建立海流干扰下无人水面艇能耗模型,以能耗最优为前提,改进蚁群算法,得出满足安全航行条件且能耗最少的路径。并通过两种前提条件下的路径比较,证明所设计算法的有效性。

    一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法

    公开(公告)号:CN106325071A

    公开(公告)日:2017-01-11

    申请号:CN201610859143.7

    申请日:2016-09-28

    CPC classification number: G05B13/048 G05D1/0206

    Abstract: 本发明提供一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法,第一,选用工作在离散状态下的离散事件触发器,设计变阈值下的触发判定函数,在到达触发时刻时,事件触发器通过触发判定函数判断当前状态是否满足触发条件;第二,通过补给船低频运动数学模型得出舵角-航向的受控自回归积分滑动平均模型作为预测模型,采用遗忘因子递推最小二乘法对预测模型的参数进行在线估计;第三,结合事件驱动触发器将需要控制的状态发送给控制器,控制器通过GPC自适应算法解算后输出舵角控制增量和控制量,实现补给船快速完成靠近阶段和并行阶段并保持补给阶段的航向跟踪。本发明可以通过较低的代价控制补给船的航向,并且补给船系统的参数变化和环境影响的鲁棒性更强。

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