中國海洋大學張文樂獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國海洋大學申請的專利一種多欠驅動無人船系統的分布式IESO-PD時延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:CN120335286B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19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:202510795567.0,技術領域涉及:G05B11/42;該發明授權一種多欠驅動無人船系統的分布式IESO-PD時延控制方法是由張文樂;符淳亮;商程勇;黎明設計研發完成,并于2025-06-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種多欠驅動無人船系統的分布式IESO-PD時延控制方法在說明書摘要公布了:本發明屬于無人船控制的技術領域,具體公開了一種多欠驅動無人船系統的分布式IESO?PD時延控制方法包括以下步驟:步驟S1、建立多欠驅動無人船系統的全驅模型;步驟S2、確定系統的協同控制目標和網絡拓撲結構;步驟S3、設計低通濾波改進的擴展狀態觀測器;步驟S4、構建協同編隊跟蹤誤差系統;步驟S5、設計分布式PD時延控制器,基于準多項式根的分布定理和極點配置求解所述分布式PD時延控制器的控制參數;通過分布式PD時延控制器的輸出指令實現系統的協同編隊跟蹤控制。本發明解決了惡劣海況下的欠驅動無人船系統的綜合控制問題;涉及的檢測信息僅為欠驅動無人船系統的位置信息;可通過優化配置控制參數滿足所期望的性能指標要求。
本發明授權一種多欠驅動無人船系統的分布式IESO-PD時延控制方法在權利要求書中公布了:1.一種多欠驅動無人船系統的分布式IESO-PD時延控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟S1、建立多欠驅動無人船系統的全驅模型; 所述全驅模型的公式為: ; 其中,pkt=[xkt,ykt]T是位置向量,Bk為狀態轉移矩陣,τkt=[τu kt,τr kt]T為控制輸入向量,fkt=[fx kt,fy kt]T為已知的連續向量函數,dkt=[fxdis kt,fydis kt]T為未知的連續向量函數,k=1,2,…,N為多欠驅動無人船系統中第k條無人船; 步驟S2、確定多欠驅動無人船系統的協同控制目標和網絡拓撲結構; 步驟S3、設計低通濾波改進的擴展狀態觀測器,用于實現測量噪聲的過濾和擾動的抑制; 改進的擴展狀態觀測器的方程如下: ; 其中:、、分別是位置信息pkt、速度信息qkt、擾動信息dkt的估計值;為虛擬控制輸入;y1kt是低通濾波器的狀態;τf是低通濾波器的時間常數;y0kt為無人船檢測到的位置信息;是改進的擴展狀態觀測器的輸出信息;β=[β1,β2,β3]T是改進的擴展狀態觀測器的控制參數; 步驟S4、構建協同編隊跟蹤誤差系統; 步驟S5、根據步驟S3中的擴展狀態觀測器輸出的估計值和步驟S4中的跟蹤誤差設計分布式PD時延控制器,基于準多項式根的分布定理和極點配置求解所述分布式PD時延控制器的控制參數; 通過分布式PD時延控制器的輸出指令實現多欠驅動無人船系統的協同編隊跟蹤控制; 所述分布式PD時延控制器的控制協議為: ; 其中,kp為分布式PD時延控制器的比例控制參數,kd為分布式PD時延控制器的微分控制參數,和分別為第k條無人船在t時刻的時延觀測位置和時延觀測速度信息,和分別為第j條無人船在t時刻的時延觀測位置和時延觀測速度信息;p0t-τ和q0t-τ分別為t時刻接收到的期望軌跡的實際位置和速度信息,Δk和Δj分別為第k條無人船和第j條無人船的期望編隊信息,αkj為圖鄰接矩陣的第k行第j列元素,τ為通信時延;bk為牽制增益,為擾動信息的估計值。
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