基于改进LVS制导的无人帆船动态事件触发控制方法

    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

    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。

    一种面向网箱巡检的转筒帆助航船自适应触发控制方法

    公开(公告)号:CN117270391A

    公开(公告)日:2023-12-22

    申请号:CN202311253701.1

    申请日:2023-09-25

    Abstract: 本发明公开了一种面向网箱巡检的转筒帆助航船自适应触发控制方法,包括:建立有限边界触发规则,获取船舶的位置误差和航向误差;基于转筒帆助航船舶非线性数学模型,获取前进方向的虚拟控制器和艏摇方向的虚拟控制器;建立变阈值事件触发规则;根据位置相关的虚拟控制器经过一阶滤波器处理后的滤波信号、航向相关的虚拟控制器经过一阶滤波器处理后的滤波信号,获取位置相关的动态误差和航向相关的动态误差;获取位置相关的对船舶设计的控制器和航向相关的对船舶设计的控制器,以对面向网箱巡检的转筒帆助航帆船进行控制。本发明建立的变阈值事件触发规则,解决了现有的事件触发机制仅能保证在初始阶段及大幅度船舶操纵阶段降低了通信负载的问题。

    一种基于干预LVS制导的ASV多端口事件触发路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN115113524B

    公开(公告)日:2023-09-19

    申请号:CN202210626110.3

    申请日:2022-06-02

    Abstract: 本发明公开了一种基于干预LVS制导的ASV多端口事件触发路径跟踪控制方法,包括建立基于连续时间的ASV的非线性数学模型;计算LVS的位置并将其作为ASV的参考位置;计算ASV的制导信号;根据动态反馈评价机制生成干预LVS制导信号;计算ASV的艏向误差和位置误差,对艏向误差和位置误差设置事件触发机制,当满足触发条件时,对误差进行更新,并计算误差的导数;设计基于事件触发的虚拟控制律,通过虚拟控制律对艏向误差和位置误差进行镇定,根据动态面控制技术定义误差动态,并对误差动态求导;设计基于事件触发的控制律和自适应律,基于控制律和自适应律驱动ASV进行航行。避免ASV在初始状态达到输入饱和界限,减少传感器到控制器、控制器到执行器的传输负载。

    一种具有能耗优化效应的风帆助航船路径跟踪控制方法

    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

    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。

    一种面向网箱巡检的转筒帆助航船自适应触发控制方法

    公开(公告)号:CN117270391B

    公开(公告)日:2024-04-30

    申请号:CN202311253701.1

    申请日:2023-09-25

    Abstract: 本发明公开了一种面向网箱巡检的转筒帆助航船自适应触发控制方法,包括:建立有限边界触发规则,获取船舶的位置误差和航向误差;基于转筒帆助航船舶非线性数学模型,获取前进方向的虚拟控制器和艏摇方向的虚拟控制器;建立变阈值事件触发规则;根据位置相关的虚拟控制器经过一阶滤波器处理后的滤波信号、航向相关的虚拟控制器经过一阶滤波器处理后的滤波信号,获取位置相关的动态误差和航向相关的动态误差;获取位置相关的对船舶设计的控制器和航向相关的对船舶设计的控制器,以对面向网箱巡检的转筒帆助航帆船进行控制。本发明建立的变阈值事件触发规则,解决了现有的事件触发机制仅能保证在初始阶段及大幅度船舶操纵阶段降低了通信负载的问题。

    基于动态事件触发的机-船协同平台自主降落控制方法

    公开(公告)号:CN117193345A

    公开(公告)日:2023-12-08

    申请号:CN202311225890.1

    申请日:2023-09-21

    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。

    基于触发制导和自更新阈值的ASV预设性能控制方法

    公开(公告)号:CN116360260B

    公开(公告)日:2023-10-20

    申请号:CN202310287839.7

    申请日:2023-03-22

    Abstract: 本发明公开了一种基于触发制导和自更新阈值的ASV预设性能控制方法,包括:S1:建立3自由度ASV的非线性数学模型和ASV的虚拟参考路径模型;S2:获取ASV的制导律;S3:获取基于有限边界触发圆的制导律;S4:获取ASV的虚拟控制律;S5:获取虚拟控制律的动态面信号:S6:获取动态事件触发机制;S7:获取ASV主机转速命令和ASV舵角命令;S8:获取ASV预设性能控制器的设计参数,以对ASV进行控制。本发明通过构建基于有限边界触发圆的制导律,降低了参考信号的传输频率,降低制导系统的通信负载。通过虚拟控制律的动态面信号,解决了触发阈值需要人为设计的问题,提高了ASV的控制精度。

    基于改进LVS制导的无人帆船动态事件触发控制方法

    公开(公告)号:CN115963841A

    公开(公告)日:2023-04-14

    申请号:CN202310059333.0

    申请日:2023-01-16

    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。

    低设计复杂需求的USV-UAV协同路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN117055578A

    公开(公告)日:2023-11-14

    申请号:CN202311224906.7

    申请日:2023-09-21

    Abstract: 本发明公开了一种低设计复杂需求的USV‑UAV协同路径跟踪控制方法,与现有技术相比,避免了引入神经网络技术造成的设计复杂度问题,降低了USV‑UAV协同控制方法的设计复杂度,有效增强了USV‑UA异构智能体在海洋工程实践中的适用性;同时针对USV与UAV的位置误差与姿态误差设计动态事件触发机制,基于位置/姿态误差的触发阈值动态更新规则,阈值参数可以动态调整,避免了人为设置阈值参数的限制,大大提高了系统控制命令的传输频率。

    一种基于干预LVS制导的ASV多端口事件触发路径跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN115113524A

    公开(公告)日:2022-09-27

    申请号:CN202210626110.3

    申请日:2022-06-02

    Abstract: 本发明公开了一种基于干预LVS制导的ASV多端口事件触发路径跟踪控制方法,包括建立基于连续时间的ASV的非线性数学模型;计算LVS的位置并将其作为ASV的参考位置;计算ASV的制导信号;根据动态反馈评价机制生成干预LVS制导信号;计算ASV的艏向误差和位置误差,对艏向误差和位置误差设置事件触发机制,当满足触发条件时,对误差进行更新,并计算误差的导数;设计基于事件触发的虚拟控制律,通过虚拟控制律对艏向误差和位置误差进行镇定,根据动态面控制技术定义误差动态,并对误差动态求导;设计基于事件触发的控制律和自适应律,基于控制律和自适应律驱动ASV进行航行。避免ASV在初始状态达到输入饱和界限,减少传感器到控制器、控制器到执行器的传输负载。

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