公开(公告)号：CN120010253A

公开(公告)日：2025-05-16

申请号：CN202510120490.7

申请日：2025-01-25

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张国庆 ,  徐轶晖 ,  朱洺绪 ,  李纪强 ,  王庭跃 ,  弓永军 ,  张显库 ,  章文俊 ,  杨雪 ,  柳晨光

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种面向环绕警戒的船舶空海协同任务制导与增益自适应控制方法，包括：构建混合阶的船舶‑无人机非线性系统模型；设定航路点路径规划参考路径，产生船舶参考信号；获取船舶的实时位置和无人机环绕半径，结合虚拟无人机产生无人机参考信号；根据参考信号定义船舶‑无人机的运动学误差，设计虚拟控制律；引入动态面技术，获取虚拟控制律的动态面信号，定义动力学误差；使用径向基函数神经网络和最小学习参数技术对船舶‑无人机系统的非线性项进行逼近，引入MLP技术对外界干扰进行化简，设计预设性能控制律和执行器增益的自适应律，实现对无人机环绕警戒任务下的路径跟踪控制；本发明能够保证控制精度、降低控制器设计复杂度，充分发挥无人机机动性，实现船舶和无人机执行环绕警戒任务的目标。

公开(公告)号：CN119270849B

公开(公告)日：2025-04-04

申请号：CN202411381190.6

申请日：2024-09-30

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张国庆 ,  孙竹 ,  李纪强 ,  章文俊 ,  弓永军 ,  初秀民 ,  文捷 ,  史书铨 ,  韩冰 ,  柳晨光 ,  李东升

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开了一种面向冰区航行任务的船舶智能路径规划与控制方法，通过船舶路径规划区域的威胁浮冰的状况，获取船舶的期望艏向角，以此来进行船舶控制律的设计，获取船舶的实际控制输入，以完成面向冰区航行任务的船舶智能路径规划与控制。本发明针对船舶极地冰区自主航行规划与路径跟踪控制问题，通过浮冰障碍区域规划技术，对不规则几何体的极低浮冰，合理的规划障碍区域，对后续的路径规划起到了重要作用；同时根据所设计的控制律，使得船舶能够迅速且安全地驶离冰区，本发明中针对大型船舶本身具有大惯性、长时滞、强耦合等特点，在极地浮冰区域对路径跟踪的控制精度高。

公开(公告)号：CN119225365A

公开(公告)日：2024-12-31

申请号：CN202411334777.1

申请日：2024-09-24

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张国庆 ,  李志豪 ,  李纪强 ,  尹世麟 ,  邱斌 ,  弓永军 ,  章文俊 ,  柳晨光 ,  韩冰 ,  初秀民 ,  许洋

IPC: G05D1/43 ,  G05D1/633 ,  G05D1/644 ,  G05D1/648 ,  G05D109/10

Abstract: 本发明公开了一种基于性能优化的帆式船舶风电场自主巡航控制方法，通过引入移位函数，获取转筒帆船的位置移位误差和艏向移位误差，以基于误差转变技术，获取考虑转筒帆船预设性能的转筒帆船的位置转变误差和转筒帆船的艏向转变误差；并结合动态面技术设计转筒帆船的主机转速控制器和舵角控制器，获取转筒帆船的主机转速和舵角，实现对帆式船舶风电场的自主巡航控制。本发明能够满足狭窄航道或多障碍物水域的高跟踪精度要求，大大提高船舶的跟踪精度，满足复杂水域的高跟踪精度需求。同时，能够有效保障船舶在恶劣海况下的自主巡航任务，为保障船舶的瞬态性能和稳态性能提供了有力的保证，为转筒帆船在复杂水域的安全航行提供了关键技术支持。

公开(公告)号：CN119270849A

公开(公告)日：2025-01-07

申请号：CN202411381190.6

申请日：2024-09-30

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张国庆 ,  孙竹 ,  李纪强 ,  章文俊 ,  弓永军 ,  初秀民 ,  文捷 ,  史书铨 ,  韩冰 ,  柳晨光 ,  李东升

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明公开了一种面向冰区航行任务的船舶智能路径规划与控制方法，通过船舶路径规划区域的威胁浮冰的状况，获取船舶的期望艏向角，以此来进行船舶控制律的设计，获取船舶的实际控制输入，以完成面向冰区航行任务的船舶智能路径规划与控制。本发明针对船舶极地冰区自主航行规划与路径跟踪控制问题，通过浮冰障碍区域规划技术，对不规则几何体的极低浮冰，合理的规划障碍区域，对后续的路径规划起到了重要作用；同时根据所设计的控制律，使得船舶能够迅速且安全地驶离冰区，本发明中针对大型船舶本身具有大惯性、长时滞、强耦合等特点，在极地浮冰区域对路径跟踪的控制精度高。

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

Inventor： 张国庆 ,  许洋 ,  章文俊 ,  韩冰 ,  尚骁勇 ,  尹世麟 ,  柳晨光 ,  张显库

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。

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

Inventor： 张国庆 ,  许洋 ,  章文俊 ,  韩冰 ,  尚骁勇 ,  尹世麟 ,  柳晨光 ,  张显库

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。

公开(公告)号：CN119575973A

公开(公告)日：2025-03-07

申请号：CN202411716048.2

申请日：2024-11-27

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张国庆 ,  尹世麟 ,  李志豪 ,  李纪强 ,  章文俊 ,  弓永军 ,  张显库 ,  邢英硕 ,  邱斌 ,  许洋 ,  柳晨光

IPC: G05D1/43 ,  G05D1/622 ,  G05D1/695

Abstract: 本发明公开了一种基于微分博弈的船舶编队协同避障与鲁棒控制方法，包括构建船舶避障函数，并基于第一性能指标函数设计最优虚拟控制律；构建用于镇定船舶位置动力学误差的第二性能指标函数，并结合第一最优价值函数获取船舶海洋状态干扰；设计用于镇定船舶状态动力学误差的第三性能指标函数以获取最优响应控制器；根据最优响应控制器获取艏向虚拟控制律；对艏向虚拟控制律的导数进行降阶处理，以获取艏摇运动动力学误差；构建用于描述艏摇运动干扰的第四性能指标函数，并结合第二最优价值函数获取船舶艏摇运动干扰；设计用于镇定船舶艏摇运动动力学误差的第五性能指标函数获取最优鲁棒控制器。本发明解决了目前已有船舶编队运动控制工程实践中“人工势场法不利于船舶高精度与安全航行”与“干扰观测器在海洋环境干扰中鲁棒性较弱”这两点技术问题。