哈爾濱工程大學王宏健獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉哈爾濱工程大學申請的專利一種兩級混合推進的水陸多棲無人平臺自抗擾控制方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119105278B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411218731.3,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權一種兩級混合推進的水陸多棲無人平臺自抗擾控制方法及系統是由王宏健;鐘博;陸振偉;張彥斌;熊鋒;長孫蒙偉;王新宇;唐照東設計研發完成,并于2024-09-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種兩級混合推進的水陸多棲無人平臺自抗擾控制方法及系統在說明書摘要公布了:本發明提供了一種兩級混合推進的水陸多棲無人平臺自抗擾控制方法及系統,屬于多棲無人平臺領域。為了解決現有自抗擾控制方法應用在多棲無人平臺的控制時,存在難以跟蹤期望速度或期望深度,數據處理速度慢的問題。相比于傳統控制方法,本方法對控制對象的精度要求不高,抗干擾能力強,同時能夠調節自抗擾控制器的控制參數,將非線性誤差反饋控制改為線性形式,采用線性擴張狀態觀測器能夠很好地估計水陸多棲無人平臺的外界干擾和系統內部擾動在控制量處給予補償,降低了參數整定難度,適應性、魯棒性更強且操作簡便;采用滑動窗口濾波算法對傳感器數據進行濾波,濾除了信號的噪聲干擾,使數據波動更平滑,加快了數據處理的速度。
本發明授權一種兩級混合推進的水陸多棲無人平臺自抗擾控制方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種兩級混合推進的水陸多棲無人平臺自抗擾控制方法,其特征在于,包括以下步驟: S100、建立多棲無人平臺在水中的動力學模型, 水動力和執行機構的控制力表示為下式: 其中,MA為附加質量矩陣,CAV為水動力科氏矩陣,DV為水動力阻尼矩陣,gΘ為重力浮力矩陣,τ為執行機構的控制力矩陣; 其中, 水動力阻尼表示為下式: DVV=DlV+uDuV+DnlVV 其中,Dl為線性阻尼矩陣,Du為隨著縱向速度增加而增加的阻尼矩陣,DnlV為非線性阻尼矩陣; 其中, 設雙棲無人平臺浸沒在水中的質量為W=mg,g為重力加速度;浮力為ρ為水密度,為雙棲無人平臺浸沒在水中的體積;設重力和浮力相等,即W=B,雙棲無人平臺的浮心為rB=[xB,yB,zB]T,并且yB=0,則有如下向量: 所述雙棲無人平臺為欠驅動雙棲無人平臺,縱向推力、轉艏力矩和縱傾力矩用向量的形式表示如下: τ=[τu000τqτr]T 其中,τu為縱向推力,τq為縱傾力矩,τr為轉艏力矩; 通過對六自由度數學模型進行簡化,可以得出該雙棲無人平臺的水平面數學模型,表示成微分方程組的形式如下: 其中,A=-d22v+d26-uc26r,B=d62-uc62v-d66r+τr,并且, S200、建立多棲無人平臺自抗擾控制器,所述自抗擾控制器包括跟蹤微分器、線性擴張狀態觀測器和線性誤差反饋模塊,跟蹤微分器用于安排過渡過程,使輸入信號突變部分變平滑;擴展狀態觀測器通過建立一個擴展的狀態量來跟蹤模型未知部分和外部未知擾動的影響;通過線性誤差反饋模塊給出控制量補償擾動,使多棲無人平臺實時調整航向,并輸出當前實際航向重新傳入線性擴張狀態觀測器繼續循環控制。
如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術,可聯系本專利的申請人或專利權人哈爾濱工程大學,其通訊地址為:150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區南通大街145號;或者聯系龍圖騰網官方客服,聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。
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