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公开(公告)号：CN110398961A
公开(公告)日：2019-11-01
申请号：CN201910613554.1
申请日：2019-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶领域，公开了一种气垫船航迹保持舵桨协同控制与分配方法，包含如下步骤：步骤(1)：获得气垫船当前的位置和当前的艏向角，计算出气垫船的位置偏差和艏向角偏差；步骤(2)：采用PID控制器，将位置偏差信号传递给航迹控制器，将艏向角偏差信号传递给航向控制器；步骤(3)：对遗传算法中的选择算子和交叉规则进行改进，使用改进后的遗传算法对航迹控制器和航向控制器进行参数寻优；步骤(4)：添加故障补偿环节对串接链控制分配模块进行改进，将进行参数寻优后的航迹控制器和航向控制器的输出指令传递到改进后的串接链控制分配模块进行舵桨推力分配。本发明克制了早熟现象，避免了出现局部最优解的问题，提高了可靠性。
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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
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F17/50
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。
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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
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
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。
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公开(公告)号：CN108319138A
公开(公告)日：2018-07-24
申请号：CN201810085706.0
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种船舶控制领域的方法，具体涉及一种欠驱动无人艇的滑模-反步双回路轨迹跟踪控制方法。首先建立无人艇的艏向、纵荡、横荡的三自由度运动数学模型；再通过集成位姿传感器测得无人艇当前的位置信息，结合无人艇的实时位置与参考轨迹，计算在船体坐标系下的误差，然后设计基于反步法的运动学回路轨迹跟踪控制器，再设计设计基于滑模控制算法法的动力学回路轨迹跟踪控制器。从而通过滑模-反步双回路轨迹跟踪控制器，实现了对水面无人艇的轨迹跟踪控制，可以使无人艇跟踪直线轨迹，提高无人艇航行的稳定性和精确性。
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公开(公告)号：CN113093757A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110372694.1
申请日：2021-04-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于事件预测的气垫船登滩节能控制方法，第一，选用工作在离散状态下的离散事件触发器，设计事件触发的阈值方程组，这个阈值方程组的第一个方程设计依据为通过气垫船在登滩爬坡过程中临界受力平衡条件求得的最大艏向角；第二，通过气垫船运动数学模型得出舵角与艏向角的预测模型，采用极大似然法对预测模型进行在线参数估计。第三，设计事件触发控制器，结合事件触发机制将需要控制的状态发送给控制器，控制器通过模糊算法解算后输出舵角控制量，将艏向角控制在安全范围内。本发明可以有效降低系统内交互的数据量，节省存储空间；同时减少了执行器的调整频率降低执行器的磨损，起到了节能的作用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108333934B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201810083209.7
申请日：2018-01-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了基于侧滑补偿的气垫船路径跟踪的自适应LOS导引方法，属于气垫船控制领域，包括以下步骤：步骤(1)：建立气垫船三自由度运动数学模型；步骤(2)：建立误差动态模型；步骤(3)：设计自适应侧滑角估计器；步骤(4)：设计侧滑角补偿的自适应LOS导引律；步骤(5)：设计PID艏向控制器；步骤(6)：进行仿真验证。本发明将侧滑角的自适应估计应用到气垫船的LOS导引当中，对LOS导引律进行侧滑补偿，采用自适应方法在线估计侧滑角度，解决了侧滑角度的估计问题，解决了气垫船在水面航行受外界环境干扰而产生侧滑影响路径跟踪效果问题，提高气垫船路径跟踪的精确度。
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公开(公告)号：CN111666722A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010396065.8
申请日：2020-05-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/15 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及的是一种用于仿真实验的模型建立方法，具体涉及的是一种气垫船垫升系统模型构建方法。本发明包括步骤一：建立垫升风机方程，包含气体流量、风机转速和风机压力；步骤二：计算气垫体积变化率，建立波浪泵气方程，包含气体流量、各气室压力、采样时间；步骤三：计算围裙的泄流面积，得到围裙的泄流方程，包含围裙泄流量、各气室压力。本发明不同位置围裙柔性囊具有不同的功能作用：纵向分隔裙、横向分隔裙设计向外倾斜，有利于越过障碍物，而且不会出现兜水现象；艏部围裙囊遇障碍物向内倾斜起减震作用；船舷围裙能够向后倾斜以便减少航行阻力。
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公开(公告)号：CN110320907A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201910476197.9
申请日：2019-06-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于改进蚁群算法和椭圆碰撞锥推演模型的无人水面艇双层避碰方法，首先，利用MKLINK图论技术为无人艇生成海上环境地图模型，然后对蚁群算法的状态转移概率进行改进优化出无人艇的全局最短路径，同时判断是否会有运动碍航物相遇而来，有则调用局部层的椭圆锥碰撞推演算法实时调整无人艇的动态路径。最后，将两种智能避碰方法通过滚动协调配合的原理进行耦合，形成无人水面艇海上航行时的双层智能避碰方法。本发明通过无人水面艇路径规划技术和基于椭圆碰撞锥推演模型的局部避碰技术滚动协同配合，实现无人艇在执行搜救、勘察作业等任务的时候能够自主搜索全局路径和调整局部避开运动碍航物的路径。
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公开(公告)号：CN105929825B
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201610325698.3
申请日：2016-05-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于神经动态模型的船舶动力定位反步控制方法，涉及船舶动力定位控制技术领域，尤其涉及一种基于神经动态模型的船舶动力定位反步控制方法。本发明要解决现有船舶动力定位控制技术，运算复杂程度高且难以输出平滑的控制效果。一种基于神经动态模型的船舶动力定位反步控制方法，按以下步骤进行：一、获取船舶的位置和姿态参数；二、求取虚拟误差变量；三、利用Backstepping法反演控制律。本发明解决了现有船舶动力定位控制技术存在的运算复杂程度高且难以输出平滑的控制效果的问题。本发明可应用于船舶动力定位控制技术领域。
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公开(公告)号：CN106338919A
公开(公告)日：2017-01-18
申请号：CN201610987001.9
申请日：2016-11-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
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。
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