华南理工大学陈超核获国家专利权
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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种适用于复杂海况条件的六自由度波浪补偿登乘装备及其控制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:CN121133919B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27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:202511505573.4,技术领域涉及:B63B27/14;该发明授权一种适用于复杂海况条件的六自由度波浪补偿登乘装备及其控制方法是由陈超核;陈博轩;谭纶设计研发完成,并于2025-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适用于复杂海况条件的六自由度波浪补偿登乘装备及其控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种适用于复杂海况条件的六自由度波浪补偿登乘装备及其控制方法,其装备包括基座平台,固定于作业船舶甲板;Stewart并联机构,其下平台与基座平台连接,上平台通过六个液压缸与下平台连接;登乘舷梯系统安装于所述上平台;液压伺服驱动系统,用于驱动所述六个液压缸;智能感知系统,用于采集船舶运动数据及与目标平台的相对位姿数据;智能控制系统与液压伺服驱动系统及智能感知系统电连接;其中,所述智能控制系统被配置为:执行基于非线性扩张状态观测器与非线性模型预测控制的复合控制算法,以驱动所述液压伺服驱动系统,补偿船舶运动。本发明的登乘装备具备高精度、高稳定性且鲁棒性强的优点,能够实现复杂海况条件的精确和稳定补偿。
本发明授权一种适用于复杂海况条件的六自由度波浪补偿登乘装备及其控制方法在权利要求书中公布了:1.一种适用于复杂海况条件的六自由度波浪补偿登乘装备,其特征在于,包括:基座平台、Stewart并联机构、登乘舷梯系统、液压伺服驱动系统、智能感知系统和智能控制系统, 所述基座平台固定于作业船舶甲板;所述Stewart并联机构,其下平台与基座平台连接,上平台通过六个液压缸与下平台连接;所述登乘舷梯系统安装于所述上平台;所述液压伺服驱动系统,用于驱动所述六个液压缸;所述智能感知系统,用于采集船舶运动数据及与目标平台的相对位姿数据;所述智能控制系统与液压伺服驱动系统及智能感知系统电连接; 其中,所述智能控制系统被配置为:执行基于非线性扩张状态观测器与非线性模型预测控制的复合控制算法,以驱动所述液压伺服驱动系统,补偿船舶运动,使登乘舷梯系统末端保持空间位姿稳定; 所述智能控制系统具体包括: 多传感器数据融合模块,用于对智能感知系统采集的多源数据进行融合,生成船舶及目标平台的运动状态测量值; 非线性扩张状态观测器模块,连接所述多传感器数据融合模块,用于实时估计系统状态与总和扰动; 非线性模型预测控制模块,连接所述非线性扩张状态观测器模块,用于基于系统状态与总和扰动进行多步预测与滚动优化,生成初步控制信号,并对所述总和扰动进行前馈补偿,形成最终的控制量; 运动解算与伺服控制模块,用于将最终的控制量分别进行Stewart并联机构的运动学反解和登乘舷梯系统的关节运动解算,解算结果下发给液压伺服驱动系统执行补偿动作; 所述非线性扩张状态观测器被配置为基于系统模型和包含非线性函数的观测器方程,实时估计系统状态与总和扰动, 其中所述系统模型包括扩张状态方程: , , , 其中,x1为位置,x2为速度,x3为扩张状态,ht是总和扰动的变化率,b0为控制增益的标称值,ut为控制输入, 以及所述观测器方程为: e=z1-y, , , , 其中,e为估计误差,y为测量输出,z1,z3,z3分别是状态x1,x2,x3的估计值,α1为控制对位置估计误差的非线性响应强度,α2为控制对速度估计误差的非线性响应强度,α3为控制对扩张状态估计误差的非线性响应强度,β1,β2,β3为观测器增益,非线性函数fal·的表达式为fale,α,δ={|e|^α*signe,|e|δ,eδ^1-α,|e|≤δ},α为非线性幂次,δ为线性区间阈值。
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