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[发明专利]一种无人艇非线性动力学模型的积分辨识方法-CN201910503700.5有效
发明人：李晔;范佳佳;廖煜雷;姜权权;姜言清;袁铭啸;武皓微;姜文;贾琪;杜廷朋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明提供一种无人艇非线性动力学模型的积分辨识方法，通过获取所需辨识双体无人艇Z型试验数据；对数据中大幅度偏离真实值的野值进行剔除处理；建立无人艇一阶非线性K‑T方程的运动模型；选取舵角和艏向角速度与时间的关系列表；对K‑T方程进行积分化处理，对需辨识的模型方程两侧基于时间区域进行积分，利用积分方式舍掉角加速度，引入艏向角数据；对积分区间离散并求积，对积分区间以控制节拍为基准进行离散，并采取牛顿‑科特斯求积公式插值求积；利用最小二乘方法使辨识方程两侧差值的平方最小，即可求得K,T,α的值。本发明的方法可以对无人艇操纵模型的一阶非线性项进行辨识，在无人艇动力学模型辨识上具有显著进步，可以同时兼顾效率与性能。
一种无人非线性动力学模型积分辨识方法

[发明专利]多机器人编队的改进自适应零空间行为融合方法-CN201910474756.2有效
发明人：廖煜雷;范佳佳;李晔;姜权权;姜文;贾琪;杜廷朋;成昌盛;李姿科;李志晨 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-06-03 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于移动机器人编队运动规划领域，具体涉及一种多机器人编队的改进自适应零空间行为融合方法，包括以下步骤：将机器人的编队运动过程分解成3种运动行为：奔向目标点、避障、编队；确定3种运动行为的执行顺序，其优先级顺序为为避障、奔向目标点、编队；建立每一行为的运动模型；根据机器人运动信息求解行为运动模型；本发明的方法是在传统的零空间行为融合方法基础上，在避障行为中提出了一种逻辑优先的机器人间障碍物选定策略，有效避免了在两个机器人互为障碍物时，复选产生“越避越远”偏离任务路线的现象，提高了多机器人编队任务效率，有利于编队队形保持，在运动规划上具有显著进步。
机器人编队改进自适应空间行为融合方法

[发明专利]一种操纵响应方程参数向量并行估计方法-CN201910186081.1有效
发明人：廖煜雷;潘恺文;王磊峰;李晔;姜权权;杜廷朋;李志晨;庄佳园 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-03-12 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提出了一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，属于操纵性模型参数估计技术领域，适用于舰船或波浪滑翔器。该方法首先设置参数向量P与状态向量Y，且满足PTY＝r，r为转艏角速度；之后设置准则函数为当前时刻P的估算值，为上一时刻P的估计值，μ为权重系数；然后对准则函数J关于求极小值，加入步长因子λ，递推修正λ为步长因子；最后不断重复上一步骤，直至收到估计过程结束指令。本发明提出的适用于舰船及波浪滑翔器的一种操纵响应方程参数向量并行估计方法，能够在舰船航行过程中实时修正参数向量，获取实时变化的舰船或波浪滑翔器的操纵性参数，相比已有技术在快速性、便利性等方面具有显著优势，具有较好的发展前景。
一种操纵响应方程参数向量并行估计方法

[发明专利]一种融合弱观测高阶输出数据的无模型自适应艏向控制方法-CN202010958562.2有效
发明人：廖煜雷;成昌盛;姜权权;杜廷朋;黄兵;王博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-09-14 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于舰船自动控制技术领域，具体涉及一种融合弱观测高阶输出数据的无模型自适应艏向控制方法。本发明在输入准则函数中引入弱观测条件下舰船高阶输出数据，将舰船艏向一阶差分和二阶差分信息作为控制器的负反馈输入，重新设计艏向控制律，加快了MFAC控制器在线辨识、学习和控制过程，解决了无模型自适应控制算法直接应用于舰船艏向这类非自衡系统出现震荡发散现象，提高系统的动态响应性能和控制精度。本发明对传感器的要求不高，弱观测类型的姿态传感器即可满足需求，易于工程实施且控制成本低。
一种融合观测输出数据模型自适应控制方法

[发明专利]一种非自衡系统的全格式无模型自适应控制方法-CN202110248550.5有效
发明人：廖煜雷;裴华仁;杜廷朋;成昌盛;贾琪;李晔 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-03-05 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种非自衡系统的全格式无模型自适应控制方法，涉及非自衡系统的控制技术领域。本发明是为了解决传统无模型自适应控制方法不能直接应用于非自衡系统的问题。本发明建立非自衡系统的动态IO数据模型，设置动态IO数据模型参数的更新准则函数和控制输入解算的准则函数，对k时刻动态IO数据模型参数求极小值，更新动态IO数据模型，之后代入控制输入解算的准则函数，对非自衡系统的控制输入信息求极小值，获得k时刻非自衡系统的控制输入信息，最后将控制输入信息输入至非自衡系统，当非自衡系统控制过程结束时完成非自衡系统的无模型自适应控制，否则使k＝k+1，然后返回重新更新动态IO数据模型。
一种系统格式模型自适应控制方法

[发明专利]一种舰船用融合神经网络PD的紧格式无模型自适应航向控制算法-CN201811032862.7有效
发明人：廖煜雷;杜廷朋;姜权权;姜文;贾琪;李晔;成昌盛;沈海龙;张强 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-09-05 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明属于舰船运动自动控制领域，具体涉及一种舰船用融合神经网络PD的紧格式无模型自适应航向控制算法；包括在紧格式无模型自适应控制算法的基础上引入比例项和微分项构成融合PD型CFDL_MFAC算法；将神经网络控制与PD_CFDL_MFAC算法相结合提出融合神经网络PD的紧格式无模型自适应航向控制算法；计算航向偏差e(k)，其中e(k)＝y*(k)‑y(k)等。本发明通过比例项和微分项的引入，提高了算法的自适应性以及抵抗外界不确定干扰的能力。
一种舰船融合神经网络 pd 格式模型自适应航向控制算法

[发明专利]考虑海流与无人艇动力学影响的节能A星路径规划方法-CN201910041363.2有效
发明人：贾知浩;廖煜雷;李晔;贾琪;姜文;杜廷朋;张强;庄佳园 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-01-16 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明提出了考虑海流与无人艇动力学影响的节能A星路径规划方法，步骤包括：(1)获取全局海图信息并网格化；(2)获取无人艇的起点和终点位置信息；(3)将当前位置设为起点位置，创建OPEN和CLOSD表；(4)计算在海流影响下的无人艇航速堆；(5)将当前位置存入OPEN表；(6)依次判断当前位置无人艇是否可以向周围八个方向行驶等。本发明在传统A星路径规划算法的基础上，结合海流影响下的无人艇动力学模型，设计考虑海流影响的能耗启发函数E_heurstic，并通过调整该函数的权值，实现对算法节能效率的动态调节，为无人艇在海面上长时间工作提供技术支持。
考虑海流无人动力学影响节能路径规划方法

[发明专利]一种舰船用非增量型无模型自适应艏向控制方法-CN202110578219.X有效
发明人：廖煜雷;裴华仁;杜廷朋;王博;贾琪;谷秋实;李晔 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-05-26 - 公布日： 2021-11-30 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：一种舰船用非增量型无模型自适应艏向控制方法，涉及舰船的自动运动控制技术领域。本发明是为了解决将MFAC直接应用于非自衡系统时，会降低系统稳定性的问题。本发明通过在原MFAC准则函数的基础上引入一个输入输出耦合自适应补偿项，进而重新设计了控制律，抵消被控系统的积分影响，使得改进算法得以应用于舰船艏向控制等非自衡系统。同时在控制律中引入的关于的系数项，自适应的调整其在控制律中的权重比，从而增大系统抵抗外界大扰动干扰与模型突变的能力。并且，自适应补偿项的权重系数kr的引入还增大了算法可调灵活度。
一种舰船增量模型自适应控制方法

[发明专利]一种多机器人编队自适应零空间行为融合方法-CN201811017293.9有效
发明人：范佳佳;廖煜雷;李晔;姜文;王磊峰;姜权权;贾知浩;贾琪;杜廷朋;陈启贤 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-09-01 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及多机器人编队控制领域，具体涉及一种多机器人编队自适应零空间行为融合方法。根据机器人编队运动意图，将机器人运动过程分解，确定行为顺序步骤，然后建立运动模型步骤，结合3种运动行为的执行顺序进行求解，得到3种运动模型，之后根据机器人在运动过程中反馈得到的运动信息，解算得到增益系数，融合运动行为步骤，得到最终的速度和方向。相对于传统零空间行为融合方法，本发明使得求解出来的速度不受工况环境改变而改变，具有很好的自适应性，同时兼顾效率与性能，可以对速度进行有效控制，在运动规划上具有显著进步。
一种机器人编队自适应空间行为融合方法

[发明专利]一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法-CN201811031880.3有效
发明人：廖煜雷;杜廷朋;姜权权;姜文;李晔;贾琪;成昌盛;苏玉民;张磊 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-09-05 - 公布日： 2021-05-11 - 主分类号： G05B13/02 文献下载
摘要：本发明属于海洋运载器运动控制领域，具体涉及一种基于低通滤波器的PID型一阶全格式无模型自适应航速控制算法；包括向海洋运载器下达期望航速指令即y*(k)；通过传感器测得海洋运载器当前的实际航速y(k)，并计算航速误差e(k)；若|e(k)|小于预先设定的误差阈值e0，则认为海洋运载器航速收敛到期望航速，否则将e(k)作为基于低通滤波器的PID_FO_FFDL_MFAC算法的输入，并由该控制器解算出当前时刻的期望指令u(k)，海洋运载器推进机构即螺旋桨或喷水推进等模式执行期望指令，海洋运载器航速发生改变；通过海洋运载器上搭载的传感器测得此刻海洋运载器的实际航速，本发明通过引入低通滤波器降低了微分项的引入对系统性能的不利影响，从而使得海洋运载器航速能够快速稳定收敛到期望航速。
一种基于滤波器 pid 一阶格式模型自适应航速控制算法

[发明专利]波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法-CN201811015888.0有效
发明人：廖煜雷;王磊峰;潘恺文;张蔚欣;李晔;贾琪;杜廷朋;姜文;苏玉民;沈海龙 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-09-01 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法涉及波浪滑翔器的运动控制领域，具体涉及波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法。波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，包括浮体艏摇响应自适应滤波方法和潜体艏摇响应自适应滤波方法，二者并行运行。本发明提供的一种波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法，根据波浪滑翔器实际航行的动态数据修正数据模型，实现自适应滤波，能够同时估计波浪滑翔器的浮体和潜体的艏向角与转艏角速度，在不确定性环境干扰和模型参数摄动的影响下仍然能够达到良好的滤波效果。本发明结构简单，易于实现，具有较好的自适应性，应用于波浪滑翔器运动控制系统中能够有效改善控制效果。
波浪滑翔器艏摇信息自适应滤波方法

[发明专利]多无人艇分布式队形重构编队控制方法-CN201910841306.2在审
发明人：李晔;范佳佳;廖煜雷;马腾;姜权权;姜言清;武皓微;姜文;贾琪;杜廷朋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-09-06 - 公布日： 2020-01-14 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明提供一种多无人艇分布式队形重构编队控制方法，增加了一种分解行为，引入目标函数，建立指派问题数学模型，从而实现了变换到额定需求队形的任务目标。本发明的多无人艇分布式队形重构编队控制方法，增加了一种分解行为，建立指派问题数学模型，引入目标函数，从而达到了在队变换队形航行的总路径最短的同时，满足了变换到额定队形的任务需求。多无人艇分布式队形重构编队控制方法可以同时兼顾效率与性能，而且4种行为融合的数学模型可以使多无人艇完成更多种类任务，所以在多无人艇编队具有广泛应用。
数学模型重构目标函数指派分解任务目标任务需求行为融合总路径引入应用

[发明专利]异构多无人艇编队的自适应行为融合方法-CN201910451388.X在审
发明人：李晔;范佳佳;廖煜雷;姜权权;姜言清;袁铭啸;武皓微;姜文;贾琪;杜廷朋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-05-28 - 公布日： 2019-08-23 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供的是一种异构多无人艇编队的自适应行为融合方法。确定每一无人艇的最大航行速度；将最小值作为异构体运动规划的一致速度；将运动过程分解成奔向目标点、避障和编队3种运动行为；确定无人艇编队运动过程中3种运动行为的执行顺序；建立每一运动行为的运动模型；根据无人艇环境信息求解行为运动模型；将无人艇进行编号，执行艇在判断避碰的障碍物时选择在避障范围内比自身小的序号进行优先避障；进行运动模型的耦合，得到最终的速度和方向；判断无人艇是否到达终点。本发明引入一致速度的变量，协调异构无人艇间的机动性能，可以同时兼顾效率与性能。同时从理论上为行为的融合进行排序，更加严谨，可控性高，便于参数分析与调试。
运动模型运动行为避障异构行为融合运动过程自适应参数分析环境信息机动性能运动规划耦合可控性目标点异构体障碍物求解避碰排序调试分解融合引入协调

[发明专利]波浪滑翔器多体艏向融合的无模型自适应航向控制方法-CN201810508958.X在审
发明人：廖煜雷;王磊峰;潘恺文;张蔚欣;李晔;杜廷朋;姜文;贾琪 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-05-24 - 公布日： 2018-10-30 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供一种波浪滑翔器多体艏向融合的无模型自适应航向控制方法，将波浪滑翔器航向控制系统的输出定义为浮体航向角速度、潜体转艏角速度、浮体航向角和潜体艏向角的函数，通过多体艏摇运动信息融合提高波浪滑翔器航向控制能力，同时满足无模型自适应控制理论对受控系统“拟线性”假设条件的要求；计算波浪滑翔器航向控制系统的期望输出与实际输出的误差，作为MFAC控制器的输入，解算出控制系统期望输入；期望输入指令下达到操纵机构，进而控制波浪滑翔器的系统航向。本发明借助MFAC理论独特的自适应性及在线数据驱动优点，融合波浪滑翔器浮体和潜体的艏摇运动信息，能够有效控制波浪滑翔器的航向，并具有较强的自适应性。
滑翔器波浪航向控制多体浮体潜体融合航向控制系统航向运动信息自适应性自适应艏摇期望自适应控制操纵机构假设条件控制系统实际输出受控系统输入指令有效控制在线数据控制器输出航向角解算驱动

[发明专利]一种考虑无人艇运动性能的二次路径规划方法-CN201810623244.3在审
发明人：李晔;范佳佳;廖煜雷;姜文;姜权权;王磊峰;贾知浩;陈启贤;贾琪;杜廷朋 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-06-15 - 公布日： 2018-08-24 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于无人艇路径规划领域，公开了一种考虑无人艇运动性能的二次路径规划方法，包含如下步骤：步骤(1)：通过无人艇定常回转试验或操纵性仿真试验确定无人水面艇的回转曲率；步骤(2)：进行无人艇一次路径规划，获得一次最优路径点集p；步骤(3)：根据一次最优路径点集p和水面无人艇运动的回转性能用二次路径规划方法得到无人艇运动范围能力内的最优路径p2。本发明通过分析无人艇回转特性，进行二次路径规划，在已有最优路径前提下，解算出一条符合无人艇实际运动特性的最优路径，同时兼顾效率与性能，在减少迂回行路并优化航行时间方面具有显著进步。
最优路径次路径运动性能规划点集回转曲率水面范围能力仿真试验回转特性回转性能路径规划显著进步运动特性操纵性解算迂回试验优化分析

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