基于扰动观测器的无人水面船鲁棒轨迹跟踪

摘要：

为实现三自由度无人水面船（ USV）在风浪流引起的海洋环境干扰下的轨迹跟踪，设计一种非线性扰动观测器（NDO）和动态面控制（DSC）的鲁棒控制器。首先，提出一种新的NDO来在线估计并补偿外界环境干扰。与传统干扰观测器不同，该扰动观测器具有有限时间收敛的特点；然后，在运动学回路中利用反演法设计虚拟控制律来镇定跟踪误差，并其通过一阶低通滤波器避免了由对虚拟控制求导而带来的计算复杂性，同时通过NDO对未知海洋干扰进行实时补偿，利用Lya-punov稳定性定理证明了USV闭环系统的误差信号半全局最终一致有界（ SGUUB）。最终，仿真实验证明了所设计控制策略的有效性。

关键词：鲁棒控制、非线性扰动观测器、动态面控制、无人水面船、轨迹跟踪

所属期刊栏目：20

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金51379044；黑龙江省自然科学基金F200916；中央高校基本科研业务费HEUCFX41304

在线出版日期：2017-02-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：65-73