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公开(公告)号：CN111665719B
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202010530817.5
申请日：2020-06-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种具有时效性与稳定性的补给船同步控制算法，包括终端代价函数模块，补给船模型预测控制模块，神经动态优化模块。所述终端代价函数模块利用终端代价函数，保证了补给船控制系统的闭环稳定性；所述模型预测控制模块将补给船的同步控制问题转化为一个跟随领航者的跟踪控制问题，并基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法设计补给船控制算法，提高补给船在执行补给任务时的抗干扰能力，保证进行补给任务时两船速度能够同步，提高补给效率；所述神经动态优化模块利用递归神经网络具有的并行计算架构解决了传统的模型预测控制算法中计算量大、计算速度慢的问题，可以使补给船能够更好地应对补给时的突发情况。
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公开(公告)号：CN111506080B
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202010406883.1
申请日：2020-05-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供基于神经网络优化的综合船舶路径跟踪与舵减摇控制方法，包括：舵减摇模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)模块，终端代价函数模块，神经动态优化模块。所述模型预测控制模块通过视线制导(Line of Sight,LOS)方法将船舶路径跟踪的输出转化为跟踪误差以及艏向角误差，降低控制输出的维度，并基于模型预测控制算法设计控制器，提高了舵减摇算法的鲁棒性；所述终端代价函数模块利用终端代价函数，保证了控制系统的闭环稳定性；所述神经动态优化模块利用递归神经网络具有的并行计算架构解决了传统的模型预测控制算法中计算量大、计算速度慢的问题，可以使船舶能够更好地应对多变的外界环境。
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公开(公告)号：CN111186549A
公开(公告)日：2020-05-22
申请号：CN202010043125.8
申请日：2020-01-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种具有船舶避碰功能的航向自动舵控制系统，其特征在于，包括：通过船载设备获取船舶的当前状态信息，计算最近会遇距离DCPA和到达最近会遇点时间TCPA的动态信息，结合本船和他船的航向及速度信息建立碰撞风险模型用于评估碰撞风险度的碰撞风险评估模块，用于船舶避碰操作的航向变化量且基于国际海上避碰规则COLREGS的避碰算法模块以及船舶自动驾驶航向控制模块。本发明所提供的航向自动舵设计可以在航向控制的基础上，实现两船间的自动避碰，减轻了船舶驾驶员的操舵负担。本发明将最近会遇距离(DCPA)和达到最近会遇点时间(TCPA)与船舶的速度、航向等信息相结合，动态评估船舶的碰撞风险，提高了船舶对碰撞风险的评估准确度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110162039A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201910385507.6
申请日：2019-05-09
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种新型综合船舶路径跟踪与减横摇优化控制方法，包括以下步骤：根据船舶运动特征建立以舵角为输入的船舶运动控制模型；选取预测时域和控制时域，预测系统的未来状态；将船舶路径跟踪和减横摇问题转化为考虑能量消耗与控制性能相结合的优化问题，在具有执行器约束下，对优化问题进行求解，并将解的第一个元素作用于系统；建立基于滑模方法的减摇鳍控制模型，通过RBF神经网络方法对系统未知部分进行在线估计。本发明可以使船舶跟踪既定的航线，减轻船员的操舵负担，同时减少船舶横摇运动，降低风浪对船舶安全，船舶设备，货物安全，人员健康的危害，确保船舶精密仪器的正常运行。而且本发明还能降低船舶的能耗，使船舶更加的经济、环保。
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公开(公告)号：CN111186549B
公开(公告)日：2021-08-17
申请号：CN202010043125.8
申请日：2020-01-15
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种具有船舶避碰功能的航向自动舵控制系统，其特征在于，包括：通过船载设备获取船舶的当前状态信息，计算最近会遇距离DCPA和到达最近会遇点时间TCPA的动态信息，结合本船和他船的航向及速度信息建立碰撞风险模型用于评估碰撞风险度的碰撞风险评估模块，用于船舶避碰操作的航向变化量且基于国际海上避碰规则COLREGS的避碰算法模块以及船舶自动驾驶航向控制模块。本发明所提供的航向自动舵设计可以在航向控制的基础上，实现两船间的自动避碰，减轻了船舶驾驶员的操舵负担。本发明将最近会遇距离(DCPA)和达到最近会遇点时间(TCPA)与船舶的速度、航向等信息相结合，动态评估船舶的碰撞风险，提高了船舶对碰撞风险的评估准确度。
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公开(公告)号：CN111665719A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010530817.5
申请日：2020-06-11
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种具有时效性与稳定性的补给船同步控制算法，包括终端代价函数模块，补给船模型预测控制模块，神经动态优化模块。所述终端代价函数模块利用终端代价函数，保证了补给船控制系统的闭环稳定性；所述模型预测控制模块将补给船的同步控制问题转化为一个跟随领航者的跟踪控制问题，并基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法设计补给船控制算法，提高补给船在执行补给任务时的抗干扰能力，保证进行补给任务时两船速度能够同步，提高补给效率；所述神经动态优化模块利用递归神经网络具有的并行计算架构解决了传统的模型预测控制算法中计算量大、计算速度慢的问题，可以使补给船能够更好地应对补给时的突发情况。
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公开(公告)号：CN111506080A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010406883.1
申请日：2020-05-14
Applicant: 大连海事大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供基于神经网络优化的综合船舶路径跟踪与舵减摇控制方法，包括：舵减摇模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)模块，终端代价函数模块，神经动态优化模块。所述模型预测控制模块通过视线制导(Line of Sight,LOS)方法将船舶路径跟踪的输出转化为跟踪误差以及艏向角误差，降低控制输出的维度，并基于模型预测控制算法设计控制器，提高了舵减摇算法的鲁棒性；所述终端代价函数模块利用终端代价函数，保证了控制系统的闭环稳定性；所述神经动态优化模块利用递归神经网络具有的并行计算架构解决了传统的模型预测控制算法中计算量大、计算速度慢的问题，可以使船舶能够更好地应对多变的外界环境。
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公开(公告)号：CN110161853A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201910386237.0
申请日：2019-05-09
Applicant: 大连海事大学
Abstract: 本发明提供一种新型具有实时性的船舶综合自动驾驶系统，包括以下步骤：建立船舶自动驾驶系统的控制器设计模型，获取控制系统；将传统船舶航向跟踪控制问题转化为考虑能量消耗与控制性能相结合的优化控制问题，在具有执行器约束即舵机饱和下利用滚动优化原理设计具有鲁棒性的预测控制器；求解具有执行器约束的最优控制舵角命令，从而得到所述船舶综合自动驾驶系统。本发明在传统的MPC(模型预测控制)算法的基础上结合了RNN(递归神经网络)来对控制过程进行优化。在保证系统具有实时性的基础上，利用RNN强大的并行计算能力，快速求解具有执行器约束的最优控制舵角命令，减少控制过程中的计算时间,使自动舵能够对多变的海上环境做出更及时的反应。
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