為解決智能船舶的定位控制問題,考慮到船舶在未知時變擾動和輸入飽和約束下的定位控制問題,結(jié)合非線性擾動觀測器,提出一種帶輔助動態(tài)系統(tǒng)的魯棒非線性控制算法。通過Lyapunov理論證明提出的非線性擾動觀測器與控制器相結(jié)合的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和信號的一致最終有界性。利用非線性擾動觀測器對環(huán)境中存在的海浪擾動進(jìn)行有效的估計處理。通過仿真試驗驗證提出的控制算法不僅能保證船舶期望的位置和艏向,而且能提高控制速度,具有較好的控制性能。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

2 工況2擾動觀測誤差值

地面坐標(biāo)系和船體坐標(biāo)系見圖1。船舶運動的非線性數(shù)學(xué)模型[9-10]可表示為船舶在地面坐標(biāo)系下的位置向量η=[x,y,ψ]T，由縱蕩位置x，橫蕩位置y和艏搖角ψ∈[0,2π]組成。船舶在船體坐標(biāo)系下的速度向量v=[u,v,r]T，由縱蕩速度u，橫蕩速度v和艏搖角速度r組成。J(ψ)為旋轉(zhuǎn)矩陣，其表達(dá)式為

控制系統(tǒng)框圖見圖2，船舶受到環(huán)境中的未知時變擾動d(t)的影響，觀測器根據(jù)船舶的速度、位置和受限控制輸出τp計算出觀測值�？刂破鞯睦硐肟刂戚敵鰹棣觕，輸入飽和環(huán)節(jié)受限控制力矩為τp。魯棒非線性控制器結(jié)合觀測器和輔助動態(tài)系統(tǒng)，控制船舶定位于船舶期望的位置，ηd=[xd,yd,ψd]T。2.2 非線性魯棒控制器設(shè)計

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自主水面貨船研究現(xiàn)狀與展望[J]. 吳青,王樂,劉佳侖.  智能系統(tǒng)學(xué)報. 2019(01)
[2]存在飽和輸入的欠驅(qū)動船舶航跡跟蹤控制[J]. 黃漢濤,李家旺,周家煒.  船舶工程. 2018(05)
[3]考慮伺服系統(tǒng)增益不確定的船舶動力定位自適應(yīng)有限時間控制[J]. 張國慶,黃晨峰,吳曉雪,張顯庫.  自動化學(xué)報. 2018(10)
[4]船舶航向自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒跟蹤控制[J]. 陳偉強,陳軍,張闖,宋立國,譚卓理.  船舶工程. 2016(09)
[5]智能船舶的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 嚴(yán)新平.  交通與港航. 2016(01)
[6]一類非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)觀測器設(shè)計[J]. 趙黎麗,李平,李修亮.  控制理論與應(yīng)用. 2012(01)



本文編號：3353030