西北工业大学高剑获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种基于支持向量机的水下滑翔机参数辨识方法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:CN115392488B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08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:202210975655.5,技术领域涉及:G06N20/10;该发明授权一种基于支持向量机的水下滑翔机参数辨识方法是由高剑;陈依民;张福斌;潘光;宋保维;彭星光设计研发完成,并于2022-08-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于支持向量机的水下滑翔机参数辨识方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于支持向量机的水下滑翔机参数辨识方法,采用线性核函数,得到复杂度较低的模型,易从训练的模型中推导出系统的参数,且求解的参数为全局最优解,具有较强的泛化能力,避免了局部极值现象,较适用于工程实践;其次,与神经网络相比,在相对较少的数据量和计算量情况下,得到了较好的辨识效果,辨识相对误差低于0.023。基于线性核的支持向量机参数辨识方法与其他的智能辨识方法相比,比如神经网络,得到的模型结构相对简单,容易从训练得到的模型中推导出系统的参数,且求解的参数为全局最优解,具有较强的泛化能力,避免了局部极值现象,较适用于工程实践。
本发明授权一种基于支持向量机的水下滑翔机参数辨识方法在权利要求书中公布了:1.一种基于支持向量机的水下滑翔机参数辨识方法,其特征在于步骤如下: 步骤1:给定水下滑翔机系统输入10°10°差动舵信号,使得水下滑翔机在横平面内做Z字形运动,获得水下滑翔机机在10°10°差动舵信号下的输出数据,包括输入的水下滑翔机状态数据x,水下滑翔机的力或力矩y; 步骤2:根据水下滑翔机做Z字形运动,水下滑翔机动力学方程y=wΤx+b,其中偏置常数b为零,改为y=wΤx,w为需要辨识的水动力参数; 步骤3:确定支持向量机回归的核函数和超参数取值; 确定支持向量机回归算法为ε-SVR,核函数选择线性核函数kxi,xj=xi,xj,超参数ε=0.1,损失函数权重C=1.414; 由支持向量机回归算法得到水动力参数: αi和αi *为模型常数; 步骤4:采集n个步骤1所输出的数据,采用序列最小优化法计算αi、以已知xi计算得到水下滑翔机的水动力参数w; 所述水下滑翔机动力学方程的侧向速度vz动力学方程为: 其中: Czv=m[vywx-vxwy+xcwzwx+ycwywz-zcwx 2+wy 2] 其中,m为水下滑翔机的质量,G为水下滑翔机的重力,S为水下滑翔机横截面积,L为水下滑翔机长度,ρ为水的密度;λ33、λ35为滑翔机的惯性水动力系数,xc、yc、zc为滑翔机的质心到浮心的距离,vx,vy,vz为水下滑翔机三个方向的线速度,wx,wy,wz为水下滑翔机三个方向的角速度;ψ为航向角,θ为俯仰角,为横滚角,α为攻角,β为侧滑角,为滑翔机的线加速度和角加速度,v为三个线速度的合速度; 所述水下滑翔机动力学方程的横滚角速度wx动力学方程为: 其中: CKv=[mycvywx-vxwy+mzcvzwx-vxwz+Jzz-Jyywywz] 其中,m为水下滑翔机的质量,G为水下滑翔机的重力,S为水下滑翔机横截面积,L为水下滑翔机长度,ρ为水的密度;λ44为滑翔机的惯性水动力系数,xc、yc、zc为滑翔机的质心到浮心的距离,Jxx,Jyy,Jzz为转动惯量,vx,vy,vz为水下滑翔机三个方向的线速度,wx,wy,wz为水下滑翔机三个方向的角速度;ψ为航向角,θ为俯仰角,为横滚角,α为攻角,β为侧滑角,为滑翔机的线加速度和角加速度,v为三个线速度的合速度;Jxx,Jyy,Jzz为转动惯量;Cz β,为水动力系数,即要辨识的参数; 所述水下滑翔机动力学方程的航向角速度wy动力学方程为: 其中: CMv=[mzcvzwy-vywz+mxcvxwy-vywz+Jxx-Jzzwzwx] 其中,m为水下滑翔机的质量,G为水下滑翔机的重力,S为水下滑翔机横截面积,L为水下滑翔机长度,ρ为水的密度;λ55、λ35为滑翔机的惯性水动力系数,xc、yc、zc为滑翔机的质心到浮心的距离,Jxx,Jyy,Jzz为转动惯量,vx,vy,vz为水下滑翔机三个方向的线速度,wx,wy,wz为水下滑翔机三个方向的角速度;ψ为航向角,θ为俯仰角,为横滚角,α为攻角,β为侧滑角,为滑翔机的线加速度和角加速度,v为三个线速度的合速度。
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