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[发明专利]基于IALOS导引律的欠驱无人船自适应模糊控制方法-CN202011359029.0有效
发明人：林孝工;刘叶叶;赵大威;李恒;聂君;张超;王楠珺;赖冲浪;孙涵;杨化栋;孙晓庆;王华霆;常弘煜;苏江玉;刘向波;田伟达 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于欠驱无人船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于IALOS导引律的欠驱无人船自适应模糊控制方法。本发明是一种提高欠驱无人船的路径跟踪精度方法，本发明基于IALOS导引律设计了自适应模糊航向跟踪控制器和自适应模糊速度跟踪控制器，IALOS导引律用于获得期望的艏向角和路径参数更新律，改进的自适应律用于估计时变的侧滑角，模糊系统和自适应技术用于逼近由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的总的不确定项，解决了欠驱无人船在模型不确定、未知外界环境干扰、时变侧滑以及时变海流条件下的路径跟踪控制问题。
基于 ialos 导引无人自适应模糊控制方法

[发明专利]一种欠驱船的轨迹跟踪指定时间收敛控制系统-CN202011178981.0有效
发明人：夏国清;夏小明;孙显信;孙创 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供一种欠驱船的轨迹跟踪指定时间收敛控制系统，包括导引系统，坐标变换，期望速度矢量,船舶动态，欠驱船，速度传感器，位姿传感器，控制器，微分器，积分器，微分器，速度误差矢量,辅助变量；根据欠驱动船实际位姿与导引系统给定的位姿信息的差值得到位姿误差，期望速度矢量是基于坐标变换后的位姿误差经过微分器产生的，辅助变量的更新律由控制器的部分信息产生，速度误差矢量是欠驱船速度，期望速度矢量和辅助变量的差值，控制器解算出最终的控制指令，该指令传递给船舶的执行机构，从而调整欠驱动船的位置、艏向和速度，到达期望轨迹。
一种欠驱船轨迹跟踪指定时间收敛控制系统

[发明专利]一种基于事件触发的具有避障功能的欠驱船轨迹跟踪控制方法、系统及存储介质-CN202210302099.5在审
发明人：刘程;孙婷;胡启智;高帅;徐双;景乾峰 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2022-03-24 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于事件触发的具有避障功能的欠驱船轨迹跟踪控制方法、系统及存储介质，本发明方法，首先，利用非线性模型预测控制处理多变量控制问题的优势，将欠驱船的轨迹跟踪问题转化为优化问题；其次，利用非线性模型预测控制处理输入输出约束的优势运用本发明提供的技术，在实际的海上航行过程中，既能实现欠驱船的轨迹跟踪，又能完成与多障碍物之间的自动避障，同时又能减轻计算负担。
一种基于事件触发具有功能欠驱船轨迹跟踪控制方法系统存储介质

[发明专利]一种欠驱动船轨迹跟踪控制系统-CN201911313364.4有效
发明人：夏国清;夏小明;孙创 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-12-18 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开一种欠驱动船轨迹跟踪控制系统，采集船舶实际位姿及速度信息，干扰观测器估计欠驱船所受外力干扰。导引系统提供各时刻期望位姿和速度。虚拟速率控制律基于坐标变换后速度微分值和位姿误差产生相应的值。一个辅助虚拟横向速率控制律处理欠驱问题。虚拟控制力基于虚拟速率控制律的微分值，虚拟速率误差和干扰的估计值产生相应的值。本发明考虑了执行机构的输入饱和和输入速率限制，提出了基于虚拟控制律和输入误差补偿器的控制器，并将其应用到欠驱船的轨迹跟踪控制上，降低执行机构的输入速率对于降低推进器磨损和节能环保有着重大意义。
一种驱动轨迹跟踪控制系统

[发明专利]一种实现避碰和避障的欠驱船编队控制系统-CN202011481194.3有效
发明人：夏国清;夏小明;孙显信 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-12-15 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种实现避碰和避障的欠驱船编队控制系统，导引系统是由虚拟的船来产生期望的轨迹，从而得到船舶编队领导者在各个时刻的期望位姿及期望速度。GPS，陀螺仪等传感器采集各个船舶实际位姿及速度信息。控制器基于避碰和避障系统、期望编队、以及领导船的位姿速度信息设计，辅助动态系统被用来处理控制器的饱和问题，控制器产生的信号传输给船舶的执行机构，调整每艘欠驱船的艏向和速度，到达期望编队。本发明实现了编队避碰和避障设计，同时考虑了欠驱船的推力饱和；这使本专利更容易应用到实践。
一种实现欠驱船编队控制系统

[发明专利]一种欠驱商船自主靠离泊测试方法及系统-CN202211052682.1有效
发明人：白旭;凌浩;张茜;李雨珊;李永正;罗小芳;杨立;张海华;刘启新;孙宇 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B63B79/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种欠驱商船自主靠离泊测试方法及系统，方法包括以下步骤：使用感知模块监测水域环境数据、欠驱商船位置数据和欠驱商船状态数据；数据处理模块汇总感知模块监测数据，进行数据融合；基于融合后的数据，场景生成器构建欠驱商船自主靠离泊水域态势信息，船舶运动模拟器构建欠驱商船运动状态信息，相关信息数据传输至服务器数据库；算法模块依据相关信息数据，规划出船舶靠离泊路线；测评模块对实际欠驱商船行为进行测评；测评结果合格则重复步骤至自主靠离泊结束，不合格停止测试排除问题本发明提高了欠驱商船自主靠离泊的测试效率，增加欠驱商船在测试过程中的安全性。
一种商船自主靠离泊测试方法系统

[发明专利]一种无人船集群的碰撞自规避编队控制器结构及设计方法-CN201910041234.3有效
发明人：彭周华;张宇;王丹;刘陆;王浩亮 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2019-01-16 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人船集群的碰撞自规避编队控制器结构及设计方法，所述的控制器结构包括避碰和连通保持控制器、协同跟踪控制器、速度转换器、非线性微分跟踪器、扩张状态观测器以及动力学控制器。本发明专门针对欠驱动无人船而提出，故有着更加广阔的利用前景。本发明利用势能函数设计了避碰和连通保持控制器，能够实现编队过程中避免欠驱动无人船与欠驱动无人船之间、欠驱动无人船与环境障碍物之间的碰撞，同时保证欠驱动无人船之间的连通，在实际应用中可极大提高欠驱动无人船舶的安全性本发明采用输出反馈设计，可以不使用速度传感器而利用观测器获取欠驱动无人船的速度信息，可以在实际应用中节省成本，减小体积。
一种无人集群碰撞规避编队控制器结构设计方法

[发明专利]一种基于鲁棒镇定控制器欠驱动水面船的控制方法-CN202011359040.7在审
发明人：林孝工;刘叶叶;王楠珺;李恒;田伟达;赖冲浪 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明属于欠驱动水面船的镇定控制技术领域，具体涉及一种基于鲁棒镇定控制器欠驱动水面船的控制方法。本发明包括获取欠驱动水面船的位置信息和姿态信息；引入全局微分同胚变换，对欠驱动船舶的控制回路进行解耦；基于鲁棒镇定控制器对欠驱动水面船的纵向推进力和转艏力矩进行控制；根据鲁棒镇定控制器的输出通过推力分配的方式改变推进器和舵机作用在欠驱动水面船的位置和转向，使欠驱动水面船镇定在期望位置。
一种基于镇定控制器驱动水面控制方法

[发明专利]一种高超音速火箭车的速度和温度欠驱控制方法-CN202210566835.8在审
发明人：宋晓娜;张其源;宋帅;杨春蕾;王新勇;莫凡;武娜娜;王雪梅 -专利权人：河南科技大学
申请日： 2022-05-23 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种高超音速火箭车的速度和温度欠驱控制方法，该控制方法包括如下步骤：首先，构建一个包含PDE温度子系统和ODE速度子系统的一体化模型，然后，构建一个改进的动态事件触发机制，之后设计只作用于ODE速度子系统的欠驱控制器，其次，确定高超音速火箭车双时标速度温度系统稳定的充要条件，并求解欠驱控制器增益矩阵，将求解的控制器增益矩阵带入所设计的欠驱控制器中，即实现欠驱控制器的设计；通过设计的欠驱控制器能够控制高超音速火箭车的运行速度该控制方法采用一种节省成本的量测方法并构建一种只作用于ODE速度子系统的低成本的欠驱控制器以保证带有双时标现象的高超音速火箭车速度温度系统的稳定性。
一种高超音速火箭速度温度控制方法

[发明专利]一种欠驱动无人船集群协同制导结构及设计方法-CN201910330379.5有效
发明人：彭周华;王丹;张宇;古楠;刘陆;王浩亮 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2019-04-23 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种欠驱动无人船集群协同制导结构及设计方法，所述的结构包括协同误差计算模块、路径参数更新模块、速度前馈模块、包含操纵控制器和速度转换模块。本发明在实际应用针对欠驱动无人船的控制方法有着更高的应用价值。本发明采用了根据跟踪误差同步更新的参数化路径，能够实现多条路径同步更新以及控制过程中的参考路径点的调整，避免了欠驱动无人船跟不上目标轨迹的问题。本发明考虑了欠驱动无人船自身横漂速度对协同控制的影响，可以使欠驱动无人船不会因为横漂速度而出现跟踪误差变大以及频繁偏离轨迹等问题。本发明属于分布式控制方法，在大规模欠驱动无人船的协同控制应用中比集中式控制更加有利。
一种驱动无人集群协同制导结构设计方法

[发明专利]基于扩张状态观测器的欠驱动水面船路径跟踪控制方法-CN202011359004.0有效
发明人：林孝工;刘叶叶;刘向波;聂君;李恒;张超;赖冲浪;赵大威;常弘煜;孙涵;杨化栋;苏江玉;孙晓庆;王华霆;田伟达 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明属于欠驱动水面船的路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于扩张状态观测器的欠驱动水面船路径跟踪控制方法。本发明设计了三阶扩张状态观测器，可同时观测出欠驱动水面船的速度以及由模型不确定项和未知外界环境干扰构成的未知合成干扰。本发明设计了基于速度观测值的LOS导引律和路径跟踪抗饱和输出反馈控制器，实现了欠驱动水面船在执行器输入饱和以及速度测量值未知条件下的路径跟踪鲁棒控制。本发明实现了欠驱动水面船在模型不确定、未知外界环境干扰、速度测量值未知以及执行器输入饱和的情况下，能够以期望速度跟踪期望路径，并且跟踪误差最终均能收敛于零附近。
基于扩张状态观测器驱动水面路径跟踪控制方法

[发明专利]一种欠驱动船的在线自适应近优控制方法、系统及装置-CN202110529084.8有效
发明人：张银炎;张培 -专利权人：暨南大学
申请日： 2021-05-14 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种欠驱动船的在线自适应近优控制方法、系统及装置，包括以下步骤：S1：获取欠驱动船的状态信息，其中，状态信息包括坐标、航向角；纵荡、横荡、偏航时的速度和浪涌力和偏航力矩；S2：根据状态信息估计欠驱动船模型的参数；S3：根据所得的模型参数，通过带饱和的自适应最优控制律计算公式和给定的表达式对模型参数进行处理分析，得到需要施加给欠驱动船浪涌力和偏航力矩；通过输入至欠驱动船模型，对欠驱动船模型的参数进行估计，再通过对估计驱动船模型的参数进行分析后输出对欠驱动船的控制
一种驱动在线自适应控制方法系统装置

[发明专利]一种欠驱动无人船的次固定时间反步控制方法-CN202210714851.7在审
发明人：姜博严;高瞻远;姚文卿 -专利权人：常州工学院
申请日： 2022-06-23 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及欠驱动船的控制技术领域，尤其涉及一种欠驱动无人船的次固定时间反步控制方法，包括以下操作步骤：S1：建立平面坐标系下的欠驱动无人船的数学模型；S2：设计次固定时间稳定概念下的虚拟控制律；S3：设计次固定时间稳定概念下的无人船控制器本发明，针对欠驱动无人船所提出的次固定时间控制方法，对无人船的初始状态具有一定的鲁棒性，即能给出一个与初始状态无关的收敛时间上界表达式，该表达式建立了控制精度、系统参数与收敛时间上界的关系，此外所提出的控制方法能提高无人船在远近平衡点位置的收敛速度
一种驱动无人固定时间控制方法

[发明专利]一种欠驱动无人船编队控制器结构及设计方法-CN201810571759.3有效
发明人：彭周华;古楠;王丹;刘陆 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2018-05-31 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种欠驱动无人船编队控制器结构及其设计方法，所述的控制器结构包括通讯网络和多个控制器单元，所述的多个控制器单元分别与通讯网络连接；所述的控制器单元由跟踪路径模块、协同模块、滤波器、观测器、动力学模块和欠驱动无人船组成本发明适用于欠驱动无人船，拓展了欠驱动无人船编队控制的应用范围，使得该编队控制器更有利于实际应用。本发明不仅能够实现同步编队队形，还能够实现队列编队队形和闭曲线上包围编队队形，提高了欠驱动无人船编队的灵活性和可扩展性。
一种驱动无人编队控制器结构设计方法

[发明专利]一种规避动静态障碍物的无人船路径跟踪视距制导方法及系统-CN202211216595.5在审
发明人：刘陆;徐彦平;康彤;彭周华;王浩亮;王丹;宁君 -专利权人：大连海事大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种规避动静态障碍物的无人船路径跟踪视距制导方法及系统，属于无人船运动控制技术领域，本发明方法，包括：构建欠驱动无人船运动学模型；根据构建的欠驱动无人船运动学模型，计算得到视距制导角；根据得到的视距制导角，计算得到向量场引导角；根据得到的视距制导角和向量场引导角，计算得到合成向量最终制导角；根据得到的合成向量最终制导角和无人船实际航向信息，设计角速度制导律，实现欠驱动无人船运动学闭环安全控制。本发明通过视距制导产生的制导向量和排斥场产生的排斥向量相结合，得到用于控制欠驱动无人船的安全制导角，保证了欠驱动无人船在路径跟踪过程中规避动静态障碍物以保证航行的安全性。
一种规避静态障碍物无人路径跟踪视距制导方法系统

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