山东省科学院海洋仪器仪表研究所刘岩获国家专利权
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龙图腾网获悉山东省科学院海洋仪器仪表研究所申请的专利基于数字孪生的无人船自适应波浪干扰控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119987212B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510449384.3,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权基于数字孪生的无人船自适应波浪干扰控制方法及系统是由刘岩;孔祥峰;马然;刘凤庆;褚东志;吴宁;王闻;马海宽;王昭玉;史倩设计研发完成,并于2025-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于数字孪生的无人船自适应波浪干扰控制方法及系统在说明书摘要公布了:本申请属于无人船控制技术领域,具体涉及一种基于数字孪生的无人船自适应波浪干扰控制方法及系统,包括数据获取模块、数据处理模块、决策模块和输出模块;其优点在于,采用自适应多维回归策略,评估虚拟模型与物理模型的差异,并根据预测和反馈结果进行动态调整。在保证无人船航行安全与任务执行的基础上,提高了任务执行的效率和系统的鲁棒性,增强了数字孪生技术在无人船复杂任务环境中的适应性与延续性。
本发明授权基于数字孪生的无人船自适应波浪干扰控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于数字孪生的无人船自适应波浪干扰控制方法,其特征在于,包括以下步骤: S1.获取波浪信息,进行波浪频率分析; S2.计算响应时间; S3.对无人船进行姿态与速度控制; 姿态控制方法如下:通过最优控制理论,根据波浪干扰计算无人船的最优姿态调整策略,保证船体的前倾角、侧倾角参数能够最小化波浪的影响,控制方程为: 其中L为无人船的角动量,τwave为波浪扭矩,Tthruster为推进器控制扭矩; 通过解哈密顿方程,得到无人船的最优控制策略: uopt=-R-1GTPθ; 其中,P为解矩阵,uopt为姿态控制输入,R为控制输入权重矩阵,G为控制增益矩阵,θ为无人船的姿态角; 速度控制方法如下: 计算推进器的最优输出功率Fthruster,opt,使无人船的速度能够平稳应对波浪冲击: 其中,m为无人船质量,Fwave为波浪冲击力,V为无人船速度; S4.利用深度强化学习的对无人船进行自适应姿态与速度优化; 通过多目标优化策略自适应调整无人船的姿态与速度,奖励函数Rt结合波浪冲击力Fwave、姿态调整ΔQt和能耗Et进行优化: Rt=-α1Fwavet-α2ΔQt-α3Et; α1、α2、α3分别代表Fwavet、ΔQt和Et的权重系数。
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