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[发明专利]一种基于图注意力网络的机器人运动规划方法及相关装置-CN202310737800.0在审
发明人： 朱战霞;李洁;马城城;孙成璐;王闯 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于图注意力网络的机器人运动规划方法及相关装置，基于GAT所构建的神经网络模型可以很好的学习图型结构数据的特征，对不同环境(障碍物分布、起始点和目标点)下的路径点分布进行预测，在对具体规划问题进行求解时，该算法以一定概率进行非均匀随机采样，即以一定概率选取预测路径点集中的点作为采样点，降低了采样点生成过程中的随机性，提高了采样点的质量，因此得到了高质量的初始解，加速了算法优化过程，实现了快速运动规划。
一种基于注意力网络机器人运动规划方法相关装置

[发明专利]基于贪心-动态核的目标分配方法、系统、设备及存储介质-CN202310736344.8在审
发明人： 朱战霞;刘百明;王闯 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于贪心‑动态核的目标分配方法、系统、设备及存储介质，包括：构建多级目标分配模型；利用基于贪心‑动态核的整数规划算法对多级目标分配模型的解空间进行划分。本发明通过对已建立的多级目标分配模型的解空间特性进行分析，以选择本优化问题的基础算法；通过对一对一约束条件的分析，对基础算进行改进以适应本问题；通过对改进方法的局部最优性和完整性进行分析，以对改进的基础算法再完善。
基于贪心动态目标分配方法系统设备存储介质

[发明专利]针对二阶非线性系统的滑模无模型自适应控制方法及系统-CN202310876573.X在审
发明人： 朱战霞;朱泽 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-07-17 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对二阶非线性系统的滑模无模型自适应控制方法及系统，本发明将模型分解为串联的两个离散子系统，并给出了整体系统PPD的表达式；然后利用两个子系统的输出数据设计出第二离散子系统输出的期望状态，进而通过采用MFAC对在线更新的期望状态进行不断追踪来实现对整体目标的跟踪控制。本发明针对这一类不满足广义lipschitz条件和PPD符号不变性的二阶非线性系统，设计了一种SM‑MFAC控制算法，能够在避免建立对象模型的前提下，仅利用测量到的输入输出数据与阶数信息就可以克服复杂系统中非线性特征的影响，快速地收敛于期望轨迹。
针对非线性系统滑模无模型自适应控制方法

[发明专利]基于微分对策的目标分配建模方法、系统、设备及存储介质-CN202310736910.5在审
发明人： 朱战霞;刘百明;王闯 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微分对策的目标分配建模方法、系统、设备及存储介质，包括：计算任意个体的可达集，并根据可达集得到可达集前沿；根据可达集前沿计算等时线与纳什均衡点；基于纳什均衡点创建脱靶量矩阵和分配矩阵；基于脱靶量矩阵和分配矩阵构建目标分配模型。本发明以更容易预测的非线性终端脱靶量为基础建立合适的优化模型：提出一种建立在松弛路径可达集和微分对策理论上的终端脱靶量预测模型；由于该模型的非线性和非凸性，采用粒子群算法求解终端脱靶量；基于预测的终端脱靶量建立一种新颖且合理的多级0‑1整数规划目标分配模型。通过重新建立模型，使得智能型飞行器或不完备的系统同样可以适用，避免了传统建模方法的适应局限性。
基于微分对策目标分配建模方法系统设备存储介质

[发明专利]一种基于滤波器与能量反馈的绳系卫星控制方法及系统-CN202310878237.9在审
发明人： 朱战霞;贺腾;王闯 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-07-17 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B64G1/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于滤波器与能量反馈的绳系卫星控制方法及系统，包括：采用哑铃模型建立空间绳系动力学模型；利用空间绳系动力学模型设计李雅普诺夫函数候选函数；根据李雅普诺夫函数候选函数，利用虚拟速度测量实际的绳速，得到绳系卫星的控制律。本发明提出的滤波器与能量反馈的绳系卫星控制器，实现了系绳速度的替代和绳系卫星展开过程的稳定控制。实验表明，使用滤波器虚拟速度代替系绳速度的方法可以解决系绳速度不易测量的问题，同时设计了能量反馈控制器可以快速、稳定的完成绳系卫星展开过程，控制所需要的推力大小符合工程实际情况，控制效果良好。最后，本发明理论基础扎实，原理简单，推导过程简便可行。
一种基于滤波器能量反馈卫星控制方法系统

[发明专利]一种空间机械臂运动约束下的快速任务规划方法及系统-CN202310736085.9在审
发明人： 朱战霞;王明明;李劲涛 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种空间机械臂运动约束下的快速任务规划方法及系统，将连续变量求解划分为短时连续变量求解和长时连续变量求解，通过先进行短时连续变量求解，再利用动作序列规划结果进行长时连续变量求解，能够缩小状态搜索空间，降低动作序列规划的时间，同时在一定程度上保证了动作序列的正确性与可执行性，减小了重规划的可能性，提高了规划的整体效率；根据规划得到的动作序列进行长时连续变量求解，可以减小长时连续变量求解的次数，提高规划的整体效率。相较于现有方法，本发明不仅能够确保规划得到的动作序列的可执行性，还具备更高的规划效率。
一种空间机械运动约束快速任务规划方法系统

[发明专利]一种面向空间轻量化平台的卫星组件轮廓提取方法及系统-CN202310251728.0在审
发明人： 朱战霞;李倩龙;张志昊;梁俊伍 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G06V10/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向空间轻量化平台的卫星组件轮廓提取方法及系统，将深度图作为数据源，避免卫星组件纹理和空间复杂光照环境引入的非轮廓边缘；同时将改进的Canny算法提取的边缘和表面法线边缘相结合作为轮廓提取的两条线索，使获得的卫星组件轮廓完整性好，解决了当前传统方法无法有效完成卫星组件轮廓提取的任务；拥有与基于学习的方法相媲美的轮廓提取性能，同时还具备消费级CPU平台下实时的工作效率，为空间轻量级平台部署奠定了坚实基础。此外，在同类卫星组件近距离遮挡等复杂场景下，与基于学习的方法相比，本发明拥有更强的鲁棒性。
一种面向空间量化平台卫星组件轮廓提取方法系统

[发明专利]基于空间洛伦兹力执行器安装与标定试验系统的方法-CN202310348035.3有效
发明人：刘胜;朱战霞;杭君;顾军;朱寅东;钱晓莱;鞠明君 -专利权人：上海航天空间技术有限公司;西北工业大学
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于空间洛伦兹力执行器安装与标定试验系统的方法，包括空间洛伦兹力执行器、单轴气浮台、陀螺仪、舱体、固定对接面板、工控机及地面监控计算机；每个空间洛伦兹力执行器均包括线圈板和磁钢，线圈板位于磁钢的两端之间；陀螺仪、工控机设置在舱体上，舱体设置在单轴气浮台上；磁钢固定于固定对接面板上，线圈板固定于舱体平行固定对接面板的侧面上，令线圈板中心处于磁钢中心位置处。本发明操作简单，测试精度高，可应用于非接触浮体式卫星平台地面试验验证中，能够标定同平面安装的三个空间洛伦兹力执行器做动系数K1,K2,K3三个系数，是标定多个空间洛伦兹力执行器安装后的做动系数。从而直接规避输出力和力臂测量精度限制。
基于空间洛伦兹力执行安装标定试验系统方法

[发明专利]一种空间桁架结构在轨装配的多机器人路径协同规划方法-CN202010085600.8有效
发明人：罗建军;王嘉文;王明明;马卫华;朱战霞;袁建平 -专利权人：西北工业大学深圳研究院;西北工业大学
申请日： 2020-02-11 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于空间桁架结构在轨装配的多机器人路径协同规划方法，建立路径规划环境模型，采用A*算法对单个机器人运动路径进行规划，基于优先级与交通规则约束相结合的协调方法，直到各机器人到达自己的期望位置，多机器人路径规划结束。本发明给出了单机器人路径规划方法与多机器人协同路径规划策略，采取设置优先级与交通规则相结合的方法，具有既保证了机器人之间不会发生碰撞，也保证了各机器人路径最短的技术效果。各机器人路径皆为最短路径往往意味各机器人能耗均为最低，这在太空执行装配任务是十分必要的。
一种空间桁架结构装配机器人路径协同规划方法

[发明专利]一种使用空间机器人的空间桁架在轨装配系统及方法-CN201710295177.2有效
发明人：罗建军;徐晨;王明明;马卫华;袁建平;朱战霞;吴珂;闫宇申 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2017-04-28 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种使用空间机器人的空间桁架在轨装配系统及方法，包括多功能补给舱，以及设置于多功能补给舱内的初始轨道，初始轨道上安装有四个空间装配机器人；空间装配机器人由三维巡游装置和小卫星组成，小卫星安装于三维巡游装置上；三维巡游装置安装在初始轨道上，能够沿初始轨道轴向移动或周向转动；每个三维巡游装置均携带有两根备用杆，其中一根备用杆为首先安装的杆，其端部安装有连接器；本发明利用变构型机器人进行空间桁架在轨装配的方案，有效地解决了宇航员手动装配带来的安全性低、效率低和资源消耗高等问题；为在轨装配桁架机构设计的装配机器人体积小、重量轻，一次发射可携带多个，符合未来多智能体航天器发展趋势。
一种使用空间机器人桁架装配系统方法

[发明专利]一种基于序列凸优化的空间机器人轨迹规划方法-CN202110730100.X有效
发明人： 朱战霞;吴天毅;喻四刚 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-06-29 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于序列凸优化的空间机器人轨迹规划方法。首先建立了空间机器人的运动学模型，并考虑性能指标和约束条件，建立了空间机器人最优轨迹规划模型，接着提出了一种基于序列凸优化的最优轨迹快速求解方法。先通过离散化及对非凸约束的线性化处理，将空间机器人的非凸轨迹优化问题转换为近似凸优化问题，再利用该序列凸优化方法对该近似凸优化问题进行迭代求解，得到满足约束条件的最优轨迹。为提升序列凸优化方法求解时的收敛速度，本发明序列凸优化方法相较于伪谱法求解实时性更好，收敛性也有较大的提升，验证了本发明所提方法的有效性。
一种基于序列优化空间机器人轨迹规划方法

[发明专利]一种用于空间桁架在轨组装的轮式机器人及其控制方法-CN201710295149.0有效
发明人：罗建军;吴珂;王明明;马卫华;袁建平;朱战霞;徐晨;闫宇申 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2017-04-28 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明针对空间在轨操作与在轨组装，发明了一种用于空间在轨组装的变构型轮式机器人。该机器人可以在桁架上进行自主运行或者通过遥控进行远距离操作，通过事先制定的特殊的安装和移动策略，可以在桁架上进行精确的移动以及安装，可以实现大范围空间桁架的组装。本发明通过机器人各种功能子单元的排列与组合，可以实现在空间桁架上的移动与杆件的安装和拆卸，继而实现使用机器人安装和拆装空间正六面体桁架结构。
一种用于空间桁架组装轮式机器人及其控制方法

[发明专利]一种基于随机采样的双臂空间机器人协调路径规划方法-CN202010104807.5有效
发明人：王明明;余敏;罗建军;马卫华;朱战霞;袁建平 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-02-20 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于随机采样的双臂空间机器人协调路径规划方法，借助RRT*算法分别规划双臂末端执行器在笛卡尔空间中的初始可行路径，并利用四次样条曲线对RRT*算法生成的初始路径进行平滑处理，通过满足样条曲线的一阶、二阶及三阶微分连续约束和机械臂末端执行器的初末速度、加速度约束，得到适合于机器人执行的平滑路径。有益效果：利用RRT*算法在非结构化环境中快速生成末端的安全可行的初始路径，并利用四次样条曲线，平滑了RRT*生成的初始路径，保证机器人以良好的状态执行规划的路径，且考虑了机械臂的物理极限约束。仿真结果说明了所提协调路径规划方法的有效性。对于机械臂运动规划具有重要意义，特别是针对失效卫星的抓捕路径规划。
一种基于随机采样双臂空间机器人协调路径规划方法

[发明专利]一种负压驱动的气动人工肌肉及其制备方法-CN202011645087.X有效
发明人：袁源;王明超;朱战霞 -专利权人：西北工业大学深圳研究院;西北工业大学
申请日： 2020-12-31 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种负压驱动的气动人工肌肉及其制备方法，气动人工肌肉包括气动肌肉本体，所述气动肌肉本体包括内部骨架、外部包覆膜和密封装置；所述内部骨架为采用弹性材料制备的沿轴向可压缩并回弹的形变结构，内部骨架两端均设置有端杆，所述外部包覆膜包裹在内部骨架外周，所述密封装置设置在内部骨架端杆上用于密封外部包覆膜和内部骨架的端部形成密封结构；所述气动肌肉本体采用负压驱动，当改变气动肌肉本体内部的负压值，能够控制气动肌肉本体的收缩长度。本发明提出的负压驱动的气动人工肌肉具有安全性高、体积小、质量轻、收缩范围大、制作简单和成本低廉等优势，可广泛应用于各中小型机械装置。
一种驱动气动人工肌肉及其制备方法

[发明专利]一种多中性浮力机器人一致性控制方法-CN202011204444.9有效
发明人：袁源;王英杰;朱战霞 -专利权人：西北工业大学;西北工业大学深圳研究院
申请日： 2020-11-02 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种多中性浮力机器人一致性控制方法，并依据线性矩阵不等式给出了调参方法，属于机器人控制领域；本发明首先建立了惯性坐标系下的中性浮力机器人系统模型，确立了系统的输入项以及输出项；然后将多中性浮力机器人信息交互模型建立成有向拓扑模型，给出了交互模型重要假设；在此两者的基础上设计了分布式降阶扰动观测器实时估计一致性误差状态和未知扰动，同时给出了扰动观测器的参数调节方法；最终根据分布式降阶强制扰动观测器，设计了反馈控制器，确保了多中性浮力机器人系统达到一致性和较强的鲁棒性。本发明结合中性浮力机器人模型的特点，设计的控制策略有很好的控制性能，适于工程应用。
一种中性浮力机器人一致性控制方法

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