西北工業大學高劍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西北工業大學申請的專利一種基于支持向量機的水下滑翔機參數辨識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:CN115392488B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08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:202210975655.5,技術領域涉及:G06N20/10;該發明授權一種基于支持向量機的水下滑翔機參數辨識方法是由高劍;陳依民;張福斌;潘光;宋保維;彭星光設計研發完成,并于2022-08-12向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于支持向量機的水下滑翔機參數辨識方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于支持向量機的水下滑翔機參數辨識方法,采用線性核函數,得到復雜度較低的模型,易從訓練的模型中推導出系統的參數,且求解的參數為全局最優解,具有較強的泛化能力,避免了局部極值現象,較適用于工程實踐;其次,與神經網絡相比,在相對較少的數據量和計算量情況下,得到了較好的辨識效果,辨識相對誤差低于0.023。基于線性核的支持向量機參數辨識方法與其他的智能辨識方法相比,比如神經網絡,得到的模型結構相對簡單,容易從訓練得到的模型中推導出系統的參數,且求解的參數為全局最優解,具有較強的泛化能力,避免了局部極值現象,較適用于工程實踐。
本發明授權一種基于支持向量機的水下滑翔機參數辨識方法在權利要求書中公布了:1.一種基于支持向量機的水下滑翔機參數辨識方法,其特征在于步驟如下: 步驟1:給定水下滑翔機系統輸入10°10°差動舵信號,使得水下滑翔機在橫平面內做Z字形運動,獲得水下滑翔機機在10°10°差動舵信號下的輸出數據,包括輸入的水下滑翔機狀態數據x,水下滑翔機的力或力矩y; 步驟2:根據水下滑翔機做Z字形運動,水下滑翔機動力學方程y=wΤx+b,其中偏置常數b為零,改為y=wΤx,w為需要辨識的水動力參數; 步驟3:確定支持向量機回歸的核函數和超參數取值; 確定支持向量機回歸算法為ε-SVR,核函數選擇線性核函數kxi,xj=xi,xj,超參數ε=0.1,損失函數權重C=1.414; 由支持向量機回歸算法得到水動力參數: αi和αi *為模型常數; 步驟4:采集n個步驟1所輸出的數據,采用序列最小優化法計算αi、以已知xi計算得到水下滑翔機的水動力參數w; 所述水下滑翔機動力學方程的側向速度vz動力學方程為: 其中: Czv=m[vywx-vxwy+xcwzwx+ycwywz-zcwx 2+wy 2] 其中,m為水下滑翔機的質量,G為水下滑翔機的重力,S為水下滑翔機橫截面積,L為水下滑翔機長度,ρ為水的密度;λ33、λ35為滑翔機的慣性水動力系數,xc、yc、zc為滑翔機的質心到浮心的距離,vx,vy,vz為水下滑翔機三個方向的線速度,wx,wy,wz為水下滑翔機三個方向的角速度;ψ為航向角,θ為俯仰角,為橫滾角,α為攻角,β為側滑角,為滑翔機的線加速度和角加速度,v為三個線速度的合速度; 所述水下滑翔機動力學方程的橫滾角速度wx動力學方程為: 其中: CKv=[mycvywx-vxwy+mzcvzwx-vxwz+Jzz-Jyywywz] 其中,m為水下滑翔機的質量,G為水下滑翔機的重力,S為水下滑翔機橫截面積,L為水下滑翔機長度,ρ為水的密度;λ44為滑翔機的慣性水動力系數,xc、yc、zc為滑翔機的質心到浮心的距離,Jxx,Jyy,Jzz為轉動慣量,vx,vy,vz為水下滑翔機三個方向的線速度,wx,wy,wz為水下滑翔機三個方向的角速度;ψ為航向角,θ為俯仰角,為橫滾角,α為攻角,β為側滑角,為滑翔機的線加速度和角加速度,v為三個線速度的合速度;Jxx,Jyy,Jzz為轉動慣量;Cz β,為水動力系數,即要辨識的參數; 所述水下滑翔機動力學方程的航向角速度wy動力學方程為: 其中: CMv=[mzcvzwy-vywz+mxcvxwy-vywz+Jxx-Jzzwzwx] 其中,m為水下滑翔機的質量,G為水下滑翔機的重力,S為水下滑翔機橫截面積,L為水下滑翔機長度,ρ為水的密度;λ55、λ35為滑翔機的慣性水動力系數,xc、yc、zc為滑翔機的質心到浮心的距離,Jxx,Jyy,Jzz為轉動慣量,vx,vy,vz為水下滑翔機三個方向的線速度,wx,wy,wz為水下滑翔機三個方向的角速度;ψ為航向角,θ為俯仰角,為橫滾角,α為攻角,β為側滑角,為滑翔機的線加速度和角加速度,v為三個線速度的合速度。
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