大连海事大学李纪强获国家专利权
买专利卖专利找龙图腾,真高效! 查专利查商标用IPTOP,全免费!专利年费监控用IP管家,真方便!
龙图腾网获悉大连海事大学申请的专利基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击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:CN119882750B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25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:202510071069.1,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击控制方法是由李纪强;蒋畅言;王跃庭;张国庆;朱洺绪;吕红光;尹世麟;张显库;章文俊;弓永军;许洋设计研发完成,并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击控制方法,包括设定制导虚拟船舶与动态虚拟船舶以构建L2‑DVS制导策略;构建无人船的欺骗攻击附加信号模型,并根据目标无人船的运动学模型获取欺骗攻击下的船舶位置信号;根据构建的误差模型获取目标无人船的纵向速度虚拟控制律与偏航角的欺骗攻击补偿律,以得到横摆角速度虚拟控制律自适应律;构建状态记忆型的事件触发机制,并结合自反馈补偿的降阶扩张状态观测器获取目标无人船的舵角转速的控制器自适应律,根据横摆角速度虚拟控制律自适应律、舵角转速的控制器自适应律,实现目标无人船的抗欺骗攻击控制。解决了目前网络攻击环境下的应用的研究还不够完备,由于无人船在海洋环境中会一直受到扰动而执行器会对这些扰动不断响应,大大增加了舵机过度磨损的问题。
本发明授权基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于自反馈扩张状态观测器的船舶抗欺骗攻击控制方法,其特征在于,具体包括以下步骤: S1:设定制导虚拟船舶与动态虚拟船舶以构建L2-DVS制导策略; S2:获取目标无人船的运动学模型与非线性动力学模型; S3:构建无人船的欺骗攻击附加信号模型,并根据目标无人船的运动学模型获取欺骗攻击下的船舶位置信号; S4:基于运动学模型,根据船舶位置信号与L2-DVS制导策略, 获取目标无人船在附体坐标系下的误差模型; 根据误差模型构建目标无人船的纵向速度虚拟控制律与偏航角的欺骗攻击补偿律; S5:通过引入动态面控制技术,根据纵向速度虚拟控制律与欺骗攻击补偿律,获取横摆角速度虚拟控制律自适应律; S6:根据目标无人船的非线性动力学模型,构建自反馈补偿的降阶扩张状态观测器; S7:构建状态记忆型的事件触发机制,并结合自反馈补偿的降阶扩张状态观测器获取目标无人船的舵角转速的控制器自适应律; S8:根据横摆角速度虚拟控制律自适应律、舵角转速的控制器自适应律,实现目标无人船的抗欺骗攻击控制 S1中构建的所述L2-DVS制导策略,具体为 设定用于获取目标无人船参考路径的制导虚拟船舶与用于引导目标无人船运动的动态虚拟船舶; 所述制导虚拟船舶模型的表达式为 所述动态虚拟船舶模型的表达式为 式中:分别表示制导虚拟船舶的纵向位置、横向位置以及航向角;分别表示的一阶导;分别表示制导虚拟船舶的纵向速度与横向速度;表示制导虚拟船舶的横摆角速度,即目标无人船的参考横摆角速度;分别表示动态虚拟船舶的纵向位置与横向位置,即目标无人船的位置参考信号;分别表示动态虚拟船舶的偏航角、纵向速度以及横向速度;与表示的一阶导;表示动态虚拟船舶的偏航角即目标无人船的偏航向参考信号;分别表示大地坐标系下目标无人船的纵向位置与横向位置; 获取目标无人船与制导虚拟船舶的相对距离; 所述相对距离的表达式为 设定距离阈值,比较相对距离与距离阈值的大小; 若确认相对距离小于距离阈值即,则将制导虚拟船舶的位置信号作为目标无人船的目标无人船的位置参考信号,即 若确认相对距离大于等于距离阈值即,则根据制导虚拟船舶与距离阈值,获取目标无人船的位置参考信号,即 ; S2中获取的目标无人船的运动学模型与非线性动力学模型; 所述运动学模型的表达式为 所述非线性动力学模型的表达式为 式中:分别表示目标无人船的船舶位置与航向信号;分别表示目标无人船的纵向速度、横向速度以及横摆角速度;分别表示主机与舵机提供的控制输入;与表示控制增益函数;分别表示由于海洋环境中风,浪以及流带来的干扰项;表示无人船惯性、水动力阻尼以及非线性阻尼项的未知参数;表示高阶水动力效应的非线性函数; 所述S3具体包括以下步骤 S31:构建无人船的欺骗攻击附加信号模型,其表达式为 式中:表示目标无人船方向上附加的欺骗攻击信号,且,,,表示设计的非零常数且,,; 表示采用三角函数模拟未知参数的非线性函数; S32:根据目标无人船的运动学模型结合欺骗攻击附加信号模型的欺骗攻击信号,获取欺骗攻击下的船舶位置信号,其表达式为 ; 所述S4具体包括以下步骤 S41:根据船舶位置信号与L2-DVS制导策略,获取目标无人船在附体坐标系下的误差模型; 所述误差模型的表达式为 式中:分别表示欺骗攻击信号与的一阶导数;表示目标无人船的纵向位置误差、横向位置误差以及航向角误差; S42:根据误差模型构建第一李雅普诺夫函数,以得到第一李雅普诺夫函数的导数; 所述第一李雅普诺夫函数为 所述第一李雅普诺夫函数的导数为 S43:为了满足第一李雅普诺夫函数的导数稳定性,构建目标无人船的纵向速度虚拟控制律与偏航角的欺骗攻击补偿律,其表达式为 式中:分别表示的估计值;表示纵向速度虚拟控制律;表示偏航角的欺骗攻击补偿律;表示设计参数; 所述S5具体包括以下步骤 S51:通过引入动态面控制技术,对纵向速度虚拟控制律与欺骗攻击补偿律进行滤波处理,其表达式为 式中:表示一阶滤波器;表示纵向速度虚拟控制律、欺骗攻击补偿律以及横摆角速度虚拟控制律的总称;表示一阶滤波器的时间常数;表示与的初始值; S52:根据步骤S51定义第一中间参数量,,且,,; 并根据中间参数量构建第二李雅普诺夫函数,其表达式为 式中:表示第二李雅普诺夫函数的可调正设计参数;表示的估计误差,且; 获取第二李雅普诺夫函数的导数,其表达式为 式中:,表示一阶滤波器的时间常数;与表示关于第二李雅普诺夫函数导数的设计函数; S53:为了满足第二李雅普诺夫函数的导数稳定性,构建目标无人船的横摆角速度虚拟控制律自适应律,其表达式为 式中:表示横摆角速度虚拟控制律;表示设计参数;表示的一阶导;表示通过动态面控制技术,对横摆角速度虚拟控制律进行一阶滤波的时间常数; S6中构建的所述自反馈补偿的降阶扩张状态观测器,其表达式为 式中:,,;表示设计的可调参数,表示扩张状态观测器的扩张状态且;表示速度观测误差且;表示扩张状态观测误差且;表示的估计值;表示的估计值; 所述S7具体包括以下步骤: S71:构建的状态记忆型的事件触发机制,具体包括 S711:定义目标无人船舵角转速的状态变化量,其表达式为 式中:表示正实数且;表示设计的可调参数;表示中间参量;分别表示目标无人船在k时刻触发时的舵角转速、目标无人船舵角转速的连续输出信号以及在时刻触发时的舵角转速; S712:根据状态变化量设计状态记忆型的事件触发机制,其表达式为 式中:表示时间参数;表示设计的可调参数; S713:定义第二中间参数量且,; 并根据第二中间参数量结合状态记忆型的事件触发机制,获取目标无人船的控制输入,其表达式为 式中:表示设计的可调参数;表示的估计值;表示目标无人船的纵向速度虚拟控制律;表示中间参量且,; S72:根据目标无人船的动力学模型结合步骤S51,定义第二中间参数量,且,; 并根据第二中间参数量结合目标无人船的控制输入,构建第三李雅普诺夫函数,其表达式为 式中:表示第三李雅普诺夫函数的设计参数;表示第二中间参数量的估计误差;表示的估计误差; 获取第三李雅普诺夫函数的导数,其表达式为 S73:为了满足第三李雅普诺夫函数的导数稳定性,根据自反馈补偿的降阶扩张状态观测器构建目标无人船的舵角转速的控制器自适应律,其表达式为 式中:表示目标无人船控制器的转速;表示目标无人船控制器的舵角;表示可调设计参数;表示由自反馈补偿的降阶扩张状态观测器对的估计值;表示的估计值;表示设计参数;分别表示的估计值;分别表示的初始值;表示设计参数;分别表示的初始值;表示的一阶导;表示的一阶导。
如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人大连海事大学,其通讯地址为:116000 辽宁省大连市甘井子区凌水街道凌海路1号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。
以上内容由龙图腾AI智能生成。
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

皖公网安备 34010402703815号
请提出您的宝贵建议,有机会获取IP积分或其他奖励