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公开(公告)号：CN117270391B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202311253701.1
申请日：2023-09-25
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种面向网箱巡检的转筒帆助航船自适应触发控制方法，包括：建立有限边界触发规则，获取船舶的位置误差和航向误差；基于转筒帆助航船舶非线性数学模型，获取前进方向的虚拟控制器和艏摇方向的虚拟控制器；建立变阈值事件触发规则；根据位置相关的虚拟控制器经过一阶滤波器处理后的滤波信号、航向相关的虚拟控制器经过一阶滤波器处理后的滤波信号，获取位置相关的动态误差和航向相关的动态误差；获取位置相关的对船舶设计的控制器和航向相关的对船舶设计的控制器，以对面向网箱巡检的转筒帆助航帆船进行控制。本发明建立的变阈值事件触发规则，解决了现有的事件触发机制仅能保证在初始阶段及大幅度船舶操纵阶段降低了通信负载的问题。
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公开(公告)号：CN117873103A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410081953.9
申请日：2024-01-19
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种受限水域船舶航向保持及路径跟踪控制方法，包括以下步骤：建立三自由度船舶运动数学模型，以对三自由度船舶运动数学模型进行浅水修正；基于线性自抗扰技术，将浅水修正后的三自由度船舶运动数学模型简化为用于船舶航向保持的船舶线性响应型运动数学模型；根据所述船舶线性响应型运动数学模型建立扩张状态空间，以构建扩张状态观测器；并根据所述扩张状态观测器构建船舶航向保持自抗扰控制律；改进扩张状态观测器，提高扩张状态观测器的观测精度，并结合视线制导方法实现船舶路径跟踪控制，提升船舶航向保持控制器的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN113219978B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202110518308.5
申请日：2021-05-12
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于零阶保持器的船舶路径跟踪事件触发控制方法，包括：利用零阶保持器储存上一触发时刻船舶状态向量、控制律及自适应律。根据获取的船舶状态信息和零阶保持器中储存的船舶状态信息构建简洁事件触发机制。当满足事件触发机制时，系统输出零阶保持器中储存的船舶状态向量、控制律及自适应律。当不满足事件触发机制时，控制器触发，零阶保持器中储存的船舶状态向量、控制律及自适应律更新并输出。从而，通过基于事件触发的容错机制解决船舶路径跟踪控制中通信通道受阻和执行器故障问题。
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公开(公告)号：CN117406752A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311614315.0
申请日：2023-11-29
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43
Abstract: 本发明公开了一种基于改进UKF的船舶运动在线辨识与控制方法，包括将类似于无人船的船模作为研究对象，获取船模的水池试验数据，对水池试验数据进行奇异值筛除，从奇异值筛除后的水池试验数据中获取辨识样本，建立船模的船舶运动模型；利用模糊衰减记忆滤波对无迹卡尔曼滤波进行改进，将改进后的无迹卡尔曼滤波表示为IUKF，基于所建立的船舶运动模型，根据IUKF从辨识样本中获取船舶运动模型的参数；将获取参数后的运动模型转换为响应型模型，所述响应型模型中包含了风、浪干扰模型，基于闭环增益成形算法实现船模的航向保持控制。本发明使得船模或者无人船在环境改变时，也能快速且准确地得到一个准确的模型参数。
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公开(公告)号：CN117193345A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311225890.1
申请日：2023-09-21
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明公开了一种基于动态事件触发的机‑船协同平台自主降落控制方法，包括：S1：建立三自由度无人船‑六自由度无人机的混合阶非线性数学模型；S2：建立逻辑虚拟飞机生成的参考路径，以获取无人机的参考艏向角和无人机的参考纵摇角；S3：基于位置事件动态事件触发规则和姿态事件动态事件触发规则，获取无人机的位置控制器和无人机的姿态控制器，以控制无人机进行自主降落。本发明通过混合阶非线性数学模型的位置事件触发规则和姿态事件触发规则，设计位置控制器和姿态控制器，控制无人机进行精准的自主降落，实现了机船协同任务的执行闭环。同时解决了连续传输信号的控制系统会产生通信资源较大的损耗的问题，资源利用率高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116360260B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310287839.7
申请日：2023-03-22
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于触发制导和自更新阈值的ASV预设性能控制方法，包括：S1：建立3自由度ASV的非线性数学模型和ASV的虚拟参考路径模型；S2：获取ASV的制导律；S3：获取基于有限边界触发圆的制导律；S4：获取ASV的虚拟控制律；S5：获取虚拟控制律的动态面信号：S6：获取动态事件触发机制；S7：获取ASV主机转速命令和ASV舵角命令；S8：获取ASV预设性能控制器的设计参数，以对ASV进行控制。本发明通过构建基于有限边界触发圆的制导律，降低了参考信号的传输频率，降低制导系统的通信负载。通过虚拟控制律的动态面信号，解决了触发阈值需要人为设计的问题，提高了ASV的控制精度。
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公开(公告)号：CN116820106A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310796561.6
申请日：2023-06-30
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 一种考虑实船试验数据的二阶非线性响应模型参数估计方法，包括：根据船舶的转艏角速度、船舶的艏摇角、船舶的舵角建立船舶的二阶非线性响应型数学模型，以获取待进行估计的参数；获取简化的待估计参数；基于卡尔曼滤波理论，确定辨识模型的输入和辨识模型的状态变量；获取船舶的二阶非线性响应型数学模型的状态空间方程；获取船舶的参数辨识模型；基于均方根无迹卡尔曼滤波方法，对待进行估计的参数进行参数估计。本发明基于卡尔曼滤波理论，得到状态空间方程，并基于均方根无迹卡尔曼滤波方法，通过所建立的船舶的参数辨识模型，对待进行估计的参数进行参数估计。能够有效的避免滤波发散，并且辨识结果具有较好的收敛性、泛化性以及预报结果。
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公开(公告)号：CN115935714B
公开(公告)日：2023-09-15
申请号：CN202310089893.0
申请日：2023-02-09
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种基于多边形等距离外扩的环境势场模型构建方法，包括：获取特定海域的电子海图数据，通过提取数据得到待建模环境的障碍物分布情况；对凹型和凸型障碍物多边形采取等距离外扩的方法构建势场；设置参数，对不同属性的障碍物自动调整其安全范围；将不同障碍物的势场模型进行叠加，得到完整的障碍物势场模型。本发明的技术方案解决了现有的环境建模方法难以对障碍物进行快速、精确的描述，难以处理凹多边形障碍物，难以对不同属性的障碍物进行区分的技术问题。本发明可以根据矢量电子海图中存在的障碍物信息，对不同类型的障碍物自动调整其安全范围，更贴近航海实际，构建的模型能够满足不同情况下船舶避碰的需要，保障船舶航行安全。
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公开(公告)号：CN116540699A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310402471.4
申请日：2023-04-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法，包括如下步骤：构建恶劣海况下水面船舶的连续型运动学模型；基于期望轨迹，对连续型运动学模型进行离散化；基于离散型船舶运动模型，对船舶的未来运动状态进行预测，得到船舶的未来运动状态结果；根据船舶的未来运动状态结果设计用于量化船舶未来运动状态与期望状态之间的偏差的代价函数；根据约束条件对船舶的控制输入进行限制，求解最优控制变量，对离散型船舶运动模型进行控制；根据波浪数据及船舶姿态信息，调整设定船舶受浪角；利用时间和事件双重触发机制控制船舶的转向时机，实现船舶沿“Z”字形轨迹航行。可提高船舶在恶劣海况下的安全性、自主性和稳定性。
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公开(公告)号：CN115963841A
公开(公告)日：2023-04-14
申请号：CN202310059333.0
申请日：2023-01-16
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于改进LVS制导的无人帆船动态事件触发控制方法，包括：建立无人帆船的非线性数学模型；获取改进的LVS制导律，以获取无人帆船的参考航向角；获取无人帆船的航向角误差；建立航向角虚拟控制器；获取艏摇方向动力学误差；建立触发控制律，获取无人帆船的控制律和自适应律，以对无人帆船进行控制。本发明通过改进的LVS制导律，解决了无人帆船制导结构存在参考艏向信号不连续特点，同时能够在横风和非横风航行状态下实现良好的跟踪效果，帆船能够沿着平缓的弧形路径航行。能够实现时变风向下无人帆船有效执行路径跟踪控制任务。动态事件触发技术还能够降低受外界扰动引起的控制输入频繁抖振现象，提高了控制算法的鲁棒性。
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