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(wǎng)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(xiàn)船舶航向控制，提出了一種嵌入積分滑�？刂品椒ǎ朔椒ńY(jié)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(shù)的增益，嵌入滑模用來補(bǔ)償系統(tǒng)匹配和不匹配的擾動。并利用基于極點配置的狀態(tài)估計方法實現(xiàn)了對高頻海浪擾動的濾波。較后進(jìn)行仿真試驗，結(jié)果表明設(shè)計的控制器具有船舶操縱的良好動態(tài)特性，具有超調(diào)小魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點，更適合船舶航向控制的工程要求。

關(guān)鍵詞：船舶運動控制；狀態(tài)估計；積分滑模；嵌入滑模

中圖分類號：ＴＰ２７　　　文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)計得到廣泛的研究。這主要是因為在復(fù)雜海情下，控制對象高度不確定性和工作環(huán)境高度非線性，使得傳統(tǒng)航向控制器的設(shè)計較難獲得良好的控制性能。文獻(xiàn)［1］設(shè)計了一種具有積分功能的船舶航向自適應(yīng)魯棒控制器。但是該方法較難適應(yīng)復(fù)雜海情下的控制要求。文獻(xiàn)［2］使用backstepping方法設(shè)計了航向控制器，增加了控制器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不利于工程實現(xiàn)。目前船舶控制的方法有很多［3-11］，滑�？刂剖怯行Э刂品椒ㄖ唬驗榛？刂茖ζ�配擾動具有強(qiáng)魯棒性并且計算量小。為了適應(yīng)復(fù)雜海情下船舶航向的控制要求，設(shè)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(bǔ)償系統(tǒng)匹配和不匹配的擾動；另一方面，積分滑�？梢�減小滑模函數(shù)的增益。

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