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公开(公告)号：CN117170382A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311310809.X
申请日：2023-10-11
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种适用于同向点位跟踪的双无人船协同控制方法，包括：建立领航‑跟随无人船位置协同编队控制模型，设定期望纵向距离及方位角；基于编队协同控制模型及领航船的实时位置，对跟随船建立距离及方位角的协同动态方程；基于协同动态方程，并考虑推进器约束限制，引入障碍李亚普诺夫函数，推导跟随船的实时期望速度及偏航角；并利用非线性扰动观测器观测跟随船的集合扰动；为了使跟随船在环境扰动下能够领航船保持期望距距离及方位角，引入深度强化学习双Deep Q‑Network(DQN)网络，依据跟随船的实时状态，控制其纵向推力力矩及艏向角力矩；相比传统控制方法，本发明的技术方案能够根据跟随船实时状态快速，准确地控制其与领航船保持期望纵向距离及方位角。
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公开(公告)号：CN117151590A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311176961.3
申请日：2023-09-13
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06Q10/087 , G06Q10/0835
Abstract: 本发明针对传统时间窗优化容易造成运行路径节点堵塞，影响整个仓储任务执行的效率问题，公开了基于平移时间窗和任务路径规划的AGV调度方法，具体包括：在运输系统的地图中设定关键节点、出入站点信息，建立与车间实物相同运输线路的网格路径地图，初始化系统信息并更新网格地图，对任务优先级进行排序，搜索AGV最短路径并检测是否存在时间窗冲突，当存在时间窗冲突时，任务优先级更高AGV优先通过，并将冲突栅格点删除重新进行时间窗规划，再与停车等待成本进行比较选取最优结果。仿真结果表明，本发明提出基于平移时间窗和任务路径规划的AGV调度方法，克服了传统时间窗算法在存在时间窗冲突时容易造成运行路径堵塞的问题，AGV路径规划效率高。
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公开(公告)号：CN117109622A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311228563.1
申请日：2023-09-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G01C21/34
Abstract: 本发明旨在解决传统蚁群方法在路径规划上容易陷入局部最优路径和迭代时间过长等问题，公开了一种多障碍物下双向搜索的UUV蚁群路径规划方法，具体包括：在传统蚁群方法基础上，针对大多数障碍物形状不规则，理想为栅格状且大小一致的障碍物；当传统蚁群方法，从起始点出发向目标点寻找路径上，引入一条从目标点出发向起始点的寻优路线，在两条寻优路径的加持下加快了寻优速度；并且引入了交叉点以及交叉点之间连通关系，同时在交叉点的数量上也加以限制避免计算缓慢，最后通过交叉点以及连通关系和信息素浓度值的快速回溯，找到最优路径。本发明减少了传统蚁群方法在路径规划上迭代时间，以及减少了易陷入局部最优解的可能性。
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公开(公告)号：CN115268456B
公开(公告)日：2023-10-17
申请号：CN202210956559.6
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明涉及一种基于动态变策略informed‑RRT*的无人车路径规划方法。所述方法包括：首先，利用地图信息膨胀技术对障碍物进行膨胀，初始化地图信息，根据动态步长策略和变策略人工势场法相结合在传统RRT*方法的基础上在地图中进行采样，以获取初始路径；构建椭圆采样区间，随着搜索树在改进informed‑RRT*方法下不断剪枝优化，椭圆范围也在不断地缩小，采样时间也随之减少，最后进行6次B样条曲线拟合优化，仿真验证了所述方法的有效性。本发明能够降低传统informed‑RRT*的盲目性和随机性，减少路径搜索的时间，且规划的路径考虑了安全距离，路线更为平滑，符合无人车动力约束。
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公开(公告)号：CN115686034B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202211453151.3
申请日：2022-11-21
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 本发明提供一种考虑速度传感器失效的无人潜航器轨迹跟踪控制方法，包括：建立航行数学模型，设定期望轨迹数学模型；设计基于位置信号的速度观测器，在此基础上设计纵向力矩和横向力矩干扰观测器；设计纵向速度和横向速度的虚拟控制律，导入指令滤波器对虚拟控制律的幅值及速度进行约束，并解决对虚拟控制律高阶求导产生计算复杂度增加问题；基于虚拟控制律及指令滤波器的输出设计轨迹跟踪滑模控制器，同时基于干扰观测器的估计值对纵向力矩和横向力矩的扰动进行补偿；本发明的技术方案解决了现有技术方案中未考虑无人潜航器在经过水下作业后速度传感器性能失效，控制器力矩输出超过无人潜航器推进器最大输出而导致控制器跟踪失效的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115167465B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202210957889.7
申请日：2022-08-10
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明针对人工势场法(artificial potential field approach,APFA)在无人潜器三维路径规划应用存在局部震荡、易陷入局部极小值的问题，公开了基于人工势场栅格法的无人潜器三维路径规划方法，具体包括：在三维地图下将障碍物进行栅格化处理，采用斥力点附着在栅格体表面的方法，弥补传统APFA建模理想化导致规划路径变长的缺点；改变栅格体表面的斥力函数，使栅格体表面势场平行栅格体表面形成环绕势场，解决无人潜器路径规划局部震荡的问题；通过引入虚拟目标点，避免无人潜器陷入局部最优；最后对路径点进行插值平滑处理，使得路径光滑。仿真结果表明，本发明提出改进APFA方法有效克服了无人潜器在三维路径规划下局部震荡及易陷入局部极小值的不足，规划路径平滑，时间效率高。
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公开(公告)号：CN114802594B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210622957.4
申请日：2022-06-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 针对船载设备由于海浪干扰产生摇摆的问题，设计一种升沉补偿的三自由度船载稳定平台。本发明装置由减横摇外环、减纵摇内环、升沉补偿系统、PLC控制箱、双向阻尼器、多角度传感器、超声波距离传感器、波高观测系统、横纵摇伺服系统和载物平台等部分组成。减横摇外环、减纵摇内环和升沉补偿系统保持载物平台在横纵摇及升沉方向的位置恒定，采用角度传感器测量横、纵摇角信号，进而驱动横、纵摇伺服系统，抑制装置在横纵摇方向的运动，利用波高观测系统获取波高后计算补偿后期望位置，带入阻抗公式获得系统输出力，补偿升沉方向的干扰。本发明对载物平台的横、纵摇及升沉三自由度分别进行干扰补偿，本装置的稳定性强，响应速度快，控制精度高。
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公开(公告)号：CN114442640B
公开(公告)日：2022-09-16
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：CN114815626A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210621013.5
申请日：2022-06-02
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法，旨在解决舵鳍系统存在不确定扰动、状态耦合和输出延迟问题。分析船舶所受外力情况，建立三自由度船舶状态空间方程。针对不可观测状态，采用总扰动的思想解耦模型，分别设计纵摇自抗扰控制器和横艏摇预测观测器。横艏摇预测观测器在传统自抗扰的基础上尽可能多的保留原有的系统模型特性，只把状态耦合项、模型未知项、外部扰动等价为总扰动，单独考虑延迟问题。再利用强化学习不断地将系统的测量状态与模型的预测信息进行比较，并实时地修改预测模型和控制器参数，保证预测输出的准确度。最后利用二次规划求解舵角鳍角控制律。所述方法跟踪精度高，超调量小，减摇效果好。
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公开(公告)号：CN113848729A
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202111212870.1
申请日：2021-10-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于水弹性力学、流固耦合和虚拟阻尼的船用鳍阻抗控制方法，旨在解决船用鳍在水中的主动柔顺控制问题，具体包括以下步骤：建立鳍体的欧拉‑拉格朗日动力学方程，以中心轴的转动角度、角速度和角加速度作为系统输入，并引入期望参考力实现力跟踪效果，以中心轴作为末端执行器，得到以鳍体为外部物体的阻抗控制系统，将流体对鳍体产生的附加特性整合到鳍体的阻抗特性，设计基于流固耦合的阻抗控制方法；最后进行稳定性分析，证明系统的阻抗误差收敛到零或零的邻域；同时，依据阻抗参数选取规则，以确定虚拟阻尼的方式实现参数优化，实现阻抗控制系统的参数优化。本发明贴近实际，柔顺控制效果好，力和位置跟踪更为准确。
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