基于嵌入積分滑模策略的船舶運動控制

2015年01月21日17:14:09 本網站我要評論(2)字號：T | T | T

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摘要：針對船舶模型的不確定和海浪干擾問題，為實現船舶航向控制，提出了一種嵌入積分滑模控制方法，此方法結合了積分滑模和嵌入滑模的控制思想。積分滑模是用來減小滑模函數的增益，嵌入滑模用來補償系統匹配和不匹配的擾動。并利用基于極點配置的狀態估計方法實現了對高頻海浪擾動的濾波。較后進行仿真試驗，結果表明設計的控制器具有船舶操縱的良好動態特性，具有超調小魯棒性強的優點，更適合船舶航向控制的工程要求。

關鍵詞：船舶運動控制；狀態估計；積分滑模；嵌入滑模

中圖分類號：ＴＰ２７　　　文獻標志碼：Ａ

１　引　言

近年來，由于船舶安全性和航向控制精度的需求，船舶航向的非線性控制設計得到廣泛的研究。這主要是因為在復雜海情下，控制對象高度不確定性和工作環境高度非線性，使得傳統航向控制器的設計較難獲得良好的控制性能。文獻［1］設計了一種具有積分功能的船舶航向自適應魯棒控制器。但是該方法較難適應復雜海情下的控制要求。文獻［2］使用backstepping方法設計了航向控制器，增加了控制器結構的復雜性，不利于工程實現。目前船舶控制的方法有很多［3-11］，滑模控制是有效控制方法之一，因為滑模控制對匹配擾動具有強魯棒性并且計算量小。為了適應復雜海情下船舶航向的控制要求，設計更理想的航向控制器，本文研究船舶航向控制問題提出了一種積分嵌入滑模控制方法。一方面，嵌入滑模可以補償系統匹配和不匹配的擾動；另一方面，積分滑模可以減小滑模函數的增益。

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基于嵌入積分滑模策略的船舶運動控制

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