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公开(公告)号：CN112429165B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN202011283962.4
申请日：2020-11-17
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法，该方法将减摇鳍的鳍体等效成长方体模型，其中障碍物的等效球模型是将障碍物看成一个质点，质点与鳍体的安全距离作为半径，标记处于鳍体中的轴中心点、长方体模型右侧面中心点与这两点在后侧面所在平面的投影点，通过测距传感器分别测出障碍物与其余四点的距离，再测出两个中心点的距离和长方体模型的宽，若障碍物将与鳍发生碰撞，则需要在降低一定减摇效果的情况下改变鳍摆角实现避障，由折算关系可知所需改变的角度。本发明优点是方法简单、操作方便、实用性强，并且避免了鳍在遇到暗礁、较大悬浮物或特殊情况时发生碰撞的不利情况，解决了传统减摇鳍的鳍体缺乏实时自动避障的问题。
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公开(公告)号：CN112919318A
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN202110311537.X
申请日：2021-03-24
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对船用机械臂工作过程中因干扰产生摆动问题，发明一种基于阻抗控制的船用主动减摆收放机械臂。主要包括减摆锥形吊钩，吊索，减摆机构Y，改进阻抗阻尼器Y，固定件1，固定件2，轴承1，轴承2，减摆机构X，轴承3，改进阻抗阻尼器X，固定件3，固定件4，固定件5，折臂1，轴承4，折臂2，轴承5，固定件6，托架，支柱，轴承6，永磁异步电机，减摆阻抗综合控制箱，母船甲板，位置传感器，滑轮，力传感器，滑块，连杆。设计主动减摆阻抗综合控制系统对被吊物进行主动减摆；采用基于阻抗控制的改进阻抗阻尼器，避免大幅度和高频率减摆出现装置断裂情况，提高了船用收放机械臂效率和安全性。
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公开(公告)号：CN113505437B
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202110787810.6
申请日：2021-07-13
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种考虑不同鳍机械角、波倾角的减摇鳍有效投影面积计算方法。首先确定鳍轴所在水平基准线，规定鳍机械角、波倾角的正负方向，然后将鳍机械角与波倾角按组合关系分为13个区间，在每个区间沿水流方向做出两条助位线用于角度分析，利用鳍体、水平基准线、助位线和已知角度的几何关系，计算出各区间的有效鳍角，带入对应的面积公式，即可获得所需的减摇鳍有效投影面积。本发明方法简洁、运算量较小，具有较强的实用性，使得在不同情况下鳍体有效投影面积的计算更加准确。
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公开(公告)号：CN114442640A
公开(公告)日：2022-05-06
申请号：CN202210189745.1
申请日：2022-02-28
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面航行会受到环境干扰和洋流变化的影响，在对水面无人艇进行三自由度建模时加入洋流变化和环境扰动，同时搭建干扰观测器对干扰进行观测和洋流自适应估计律对洋流进行估计，为了达到能量消耗小的目的，搭建状态误差端口受控哈密顿控制器，进而将干扰值和洋流估计值结合状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律，实现水面无人艇精准轨迹跟踪。
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公开(公告)号：CN113419422B
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN202110755037.5
申请日：2021-07-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明公开一种基于改进模型预测控制抗干扰的舵鳍联合减摇控制系统，旨在解决常规舵鳍联合减摇控制系统存在时变干扰、模型失配和频繁操舵操鳍问题，具体包括以下步骤：构建了考虑时变干扰的离散化三自由度船舶数学模型；以舵角鳍角作为系统输入，设计滑模观测器对干扰和系统输出进行实时观测，并将其反馈给模型预测控制器(MPC)；MPC基于扰动增量式数学模型对系统动态输出进行预测，设定期望输出值，将船舶运动控制问题转化为求解二次规划最优解问题，在添加舵角鳍角等约束条件下求解出最优控制律；滤波器对控制律进行高频降噪。本发明观测精度高，减摇效果好，抗扰能力强，避免频繁操舵操鳍引起的执行机构磨损和能源损耗。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113189984B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110408405.9
申请日：2021-04-16
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种基于改进人工势场法的无人船路径规划方法，本发明包括：在传统人工势场法基础上，针对复杂的海洋环境和大多数障碍物形状不规则，改变其对障碍物视为质点的设置，对障碍物进行膨胀化处理并预留出转向区；当传统人工势场法构建的引力与斥力共线且方向相反时，无人船提前在转向区内进行转向，解决无人船路径规划陷入局部极小点问题；考虑到无人船实际应用的情况，避免在路径规划过程中合力方向突变和转角变化过大导致路径突变的问题，并加入无人船自身最大转角和最大角加速度限制，从而保证规划的路径能够顺利避障同时达到无人船转角变化小的效果。
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公开(公告)号：CN113505437A
公开(公告)日：2021-10-15
申请号：CN202110787810.6
申请日：2021-07-13
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种考虑不同鳍机械角、波倾角的减摇鳍有效投影面积计算方法。首先确定鳍轴所在水平基准线，规定鳍机械角、波倾角的正负方向，然后将鳍机械角与波倾角按组合关系分为13个区间，在每个区间沿水流方向做出两条助位线用于角度分析，利用鳍体、水平基准线、助位线和已知角度的几何关系，计算出各区间的有效鳍角，带入对应的面积公式，即可获得所需的减摇鳍有效投影面积。本发明方法简洁、运算量较小，具有较强的实用性，使得在不同情况下鳍体有效投影面积的计算更加准确。
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公开(公告)号：CN113419422A
公开(公告)日：2021-09-21
申请号：CN202110755037.5
申请日：2021-07-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明公开一种基于改进模型预测控制抗干扰的舵鳍联合减摇控制系统，旨在解决常规舵鳍联合减摇控制系统存在时变干扰、模型失配和频繁操舵操鳍问题，具体包括以下步骤：构建了考虑时变干扰的离散化三自由度船舶数学模型；以舵角鳍角作为系统输入，设计滑模观测器对干扰和系统输出进行实时观测，并将其反馈给模型预测控制器(MPC)；MPC基于扰动增量式数学模型对系统动态输出进行预测，设定期望输出值，将船舶运动控制问题转化为求解二次规划最优解问题，在添加舵角鳍角等约束条件下求解出最优控制律；滤波器对控制律进行高频降噪。本发明观测精度高，减摇效果好，抗扰能力强，避免频繁操舵操鳍引起的执行机构磨损和能源损耗。
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公开(公告)号：CN113387276A
公开(公告)日：2021-09-14
申请号：CN202110773970.5
申请日：2021-07-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 本发明涉及一种改进LQR的船用起重机控制方法，旨在解决传统LQR因不易选取最佳权重矩阵而导致船用起重机作业时减摆效果不佳、响应速度慢的问题，具体步骤如下：首先构建船用起重机负载摆角的动力学模型，将此动力学模型经过线性化处理转化为状态空间方程，然后利用LQR控制方法将负载摆角问题转化为二次型性能指标中权重矩阵参数的优化整定问题，最后基于折射原理改变群体中最优个体的更新机制来改进灰狼优化算法（GWO），用于整定LQR控制器最优权重矩阵，从而获得系统最优性能指标。本发明提高了权重矩阵参数的适应性，对负载的摆角抑制效果好，响应速度快，有效地提高船用起重机吊装作业的工作效率。
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公开(公告)号：CN113359762A
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202110751457.6
申请日：2021-07-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种水面无人艇动态规划方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面上碰到的动态障碍物大多为船舶，根据船舶的形状特性，对其建立椭圆模型；在建立椭圆模型基础上，对椭圆模型进行分析，确定船舶动态障碍物的影响范围，并在影响范围内构建椭圆斥力势场提供斥力，从而引导水面无人艇躲避动态障碍物；进一步考虑船舶动态障碍物运动的不稳定性和不可预测性，水面无人艇需要在短时间内避开动态障碍物，故采用变斥力系数方法，增加斥力，改变合力方向，从而达到快速引导水面无人艇避开动态障碍物的效果。
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