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公开(公告)号：CN118331270A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410493170.1
申请日：2024-04-23
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种面向船舶轨迹重现任务的高精度路径跟踪控制方法，所述方法包括以下步骤：基于AIS数据的航路点，根据逻辑虚拟船LVS获取虚拟参考路径；基于虚拟参考路径，根据逻辑虚拟船LVS的数学模型与USV的非线性数学模型获取USV制导律；基于跟踪距离判定策略，根据USV制导律获取USV虚拟控制律，以获取动态面信号导数；根据获取的动态面信号导数获取USV控制器的中间变量，并采用迭代控制技术根据中间变量构建USV容错控制器；根据USV容错控制器控制USV对虚拟参考路径进行实时路径跟踪控制。本发明解决了传统的制导算法的参考路径无法对短距离或不规则产生的航路点进行路径跟踪任务；且现有的控制算法仅适用于开阔水域的船舶路径跟踪，无法满足某些特定水域的高跟踪精度需求，此外船舶路径跟踪过程中可能会存在输入饱和或者计算负载过大的问题，从而导致执行器发生故障，这也成为了亟待解决的问题。
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公开(公告)号：CN118584998A
公开(公告)日：2024-09-03
申请号：CN202410617328.1
申请日：2024-05-17
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/695 , G05D1/43 , G05D109/20 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于机艇协同的海上风电吊舱精细化巡检方案设计方法，通过机船协同系统的运动学方程获取无人机与无人船的实际位置信息，且根据待巡检的海上风电吊舱获取待巡检的海上风机吊舱的巡检航路点，通过主导航路点与从属航路点为无人船与无人机共同规划巡检路径，以避免了重复设置航路点造成的存储资源占用；基于虚拟无人船与虚拟无人机的运动模型，并根据巡检航路点获取机船协同系统的位置参考信号；根据所实际位置信息与位置参考信号获取巡检相对方位角，并根据巡检相对方位角设计控制器，以实现海上风电吊舱的巡检任务。本发明避免了高昂的优化运算成本与时间消耗问题，对复杂多变的海洋环境和不同的任务场景，能快速做出调整与决策，实时更新协同系统的位置及姿态信息，以有效实现路径规划与调整。
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公开(公告)号：CN115016277A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210700626.8
申请日：2022-06-20
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑船间事件触发通信的多船分布式容错控制方法，包括，构建欠驱动船舶数学模型、驱动器故障模型、虚拟船舶数学模型，设计船间事件触发通信机制，用于更新每艘无人船的所有邻居船的状态信息，根据无人船和虚拟船的状态信息设计局部同步误差，设计分布式虚拟控制器和第一自适应律镇定无人船的位置误差和艏向误差；利用径向基神经网络对欠驱动船舶数学模型的不确定项以及外界干扰进行压缩补偿；构建控制器和第二自适应律，根据控制器和第二自适应律构建驱动器，控制器实时发送控制命令到驱动器，驱动器驱动无人船自主航行。能够使船舶无需对邻居船的状态实时监测，且能够在无需全局拓扑信息的情况下实现船舶自主编队航行任务。
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公开(公告)号：CN115016277B
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202210700626.8
申请日：2022-06-20
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种考虑船间事件触发通信的多船分布式容错控制方法，包括，构建欠驱动船舶数学模型、驱动器故障模型、虚拟船舶数学模型，设计船间事件触发通信机制，用于更新每艘无人船的所有邻居船的状态信息，根据无人船和虚拟船的状态信息设计局部同步误差，设计分布式虚拟控制器和第一自适应律镇定无人船的位置误差和艏向误差；利用径向基神经网络对欠驱动船舶数学模型的不确定项以及外界干扰进行压缩补偿；构建控制器和第二自适应律，根据控制器和第二自适应律构建驱动器，控制器实时发送控制命令到驱动器，驱动器驱动无人船自主航行。能够使船舶无需对邻居船的状态实时监测，且能够在无需全局拓扑信息的情况下实现船舶自主编队航行任务。
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公开(公告)号：CN117707162B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202311711869.2
申请日：2023-12-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117193345B
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202311225890.1
申请日：2023-09-21
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
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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公开(公告)号：CN116185016A
公开(公告)日：2023-05-30
申请号：CN202310059635.8
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虚拟势场制导的USV迭代学习路径跟踪控制方法，包括：建立USV的非线性数学模型；获取虚拟势场的引力模型和虚拟势场的斥力模型；获取USV的制导模型；获取USV系统的运动学控制器；获取USV系统的动力学控制器，对USV系统进行控制。本发明的一种基于虚拟势场制导的USV迭代学习路径跟踪控制方法，通过建立USV模型的虚拟势场的引力模型和虚拟势场的斥力模型，在制导算法中加入了能够考虑障碍物自身形状的避障机制，解决了现有的自适应控制的避障算法大多把障碍物看作一个质点的问题，使得本发明的避障机制更加的可靠，增强了船舶的自主避碰性能。
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公开(公告)号：CN118584998B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202410617328.1
申请日：2024-05-17
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/695 , G05D1/43 , G05D109/20 , G05D109/30
Abstract: 本发明公开了一种基于机艇协同的海上风电吊舱精细化巡检方案设计方法，通过机船协同系统的运动学方程获取无人机与无人船的实际位置信息，且根据待巡检的海上风电吊舱获取待巡检的海上风机吊舱的巡检航路点，通过主导航路点与从属航路点为无人船与无人机共同规划巡检路径，以避免了重复设置航路点造成的存储资源占用；基于虚拟无人船与虚拟无人机的运动模型，并根据巡检航路点获取机船协同系统的位置参考信号；根据所实际位置信息与位置参考信号获取巡检相对方位角，并根据巡检相对方位角设计控制器，以实现海上风电吊舱的巡检任务。本发明避免了高昂的优化运算成本与时间消耗问题，对复杂多变的海洋环境和不同的任务场景，能快速做出调整与决策，实时更新协同系统的位置及姿态信息，以有效实现路径规划与调整。
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公开(公告)号：CN117707162A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202311711869.2
申请日：2023-12-13
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/43 , G05D109/30
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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公开(公告)号：CN116048090A
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202310112116.3
申请日：2023-02-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种具有能耗优化效应的风帆助航船路径跟踪控制方法，包括建立风帆助航船舶运动数学模型；根据电子海图在航行路径中设置航路点，根据船舶当前位置与逻辑虚拟小船当前位置计算风帆助航船的制导信号，航向参考信号基于动态反馈评估规则进行修饰获得航向参考信号，并将航向参考信号传递至风帆助航船控制系统；构件风帆助航船舶位置/姿态误差的虚拟控制器，根据鲁棒自适应神经控制律、增益相关自适应律计算本船主机转速和舵角；风帆助航船控制系统根据主机转速和舵角控制本船航行。解决了风帆助航船舶由于风帆对动力机制的补偿，控制输入变化频繁，控制命令实时生成并需要实时传输到执行器，造成控制系统传输负载较大与额外执行器磨损的问题。
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