海南大學賈澤華獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉海南大學申請的專利一種異構海洋機器人的動態交會控制方法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:CN119882791B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23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:202510055859.0,技術領域涉及:G05D1/485;該發明授權一種異構海洋機器人的動態交會控制方法是由賈澤華;王華歡;張衛東;林源;張晨;郭東生;薛珊;劉若楠;張宸銘;張舜;張云飛;吳德烽設計研發完成,并于2025-01-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種異構海洋機器人的動態交會控制方法在說明書摘要公布了:本發明涉及異構體控制技術領域,尤其涉及異構海洋機器人的動態交會控制方法,包含以下步驟:將無人艇和無人潛器的動力學模型重構成端口哈密頓能量結構;對無人潛器的上浮深度施加期望的性能約束;構造無人艇和無人潛器的期望能量配置函數,獲得期望端口哈密頓能量結構;無人潛器的控制器實時調節動能的注入速率使其實際動能達到期望動能;控制器實時調節動能的注入速率使無人艇逐漸靠近無人潛器的位置,實現動態交會;實時調節對模型中不可測恒定參數估計值的變化速率,實現對不可測恒定參數的無偏辨識;與現有技術相比,本發明提出的控制方法能夠實現高效、穩定且安全的無碰撞動態交會,具有良好的應用前景。
本發明授權一種異構海洋機器人的動態交會控制方法在權利要求書中公布了:1.一種異構海洋機器人的動態交會控制方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、基于Port-Hamiltonian方法,將無人艇和無人潛器的動力學模型重構成端口哈密頓能量結構,其中,定義無人艇和無人潛器的位置狀態變量ηi,i=A,U和動能狀態變量Pi=Miνi,i=A,U為能量輸出端口,A和U分別表示無人艇和無人潛器,兩個海洋機器人各自的控制輸入為能量注入端口;能量注入端和能量輸出端通過系統能量互聯結構和能量耗散結構相連接;能量配置函數Hi,i=A,U為系統能量互聯結構和能量耗散結構分配期望的能量; S2、基于預設性能控制技術,對表示無人潛器的上浮深度zU施加期望的性能約束,將施加了性能約束的無人潛器的動力學重新進行能量建模; S3、構造期望形式的能量配置函數Hid,i=A,U,為無人潛器和無人艇的端口哈密頓能量結構分配互聯結構能量流和耗散結構能量流,根據需求選取能量配置權重,構建無人艇和無人潛器的期望端口哈密頓能量結構; S4、無人潛器實時獲取當前位置信息ηU,計算得到與預設的下一期望位置ηUd的偏離程度,同時結合期望的端口哈密頓能量結構和與期望位置的偏離程度以及實時反饋上浮深度信息,計算到達下一個預設期望位置并且滿足上浮安全保障條件的期望動能,設計的控制器實時調整動能注入速率使得當前實際動能達到期望動能,使無人潛器接近期望位置; S5、無人艇獲取到無人潛器的位置信息后評估當前自身位置與無人潛器的水平面位置的距離,計算出接近無人潛器所需要的動能,控制器調節動能注入速率驅動無人艇接近無人潛器以達到安全交會的條件; S6、對無人潛器和無人艇的非線性模型中的不可測恒定參數進行無偏辨識;首先,在構造的能量配置函數中分配辨識所需要的能量,定義ζi,i=U,A分別為無人潛器和無人艇模型中不可測恒定參數的實值,A則為不可測恒定參數的估計值,估計值的變化快慢取決于估計值與實值的偏差和辨識對應的能量配置權重,控制輸入每產生一個未知恒定參數的估計值就與恒定參數的實值進行對比,當估計值和實值的偏差大于設定閾值時,則輔助控制器自適應地增大估計值的變化速率,使得估計值快速地收斂到實值。
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