基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制

摘要：

针对欠驱动船舶在复杂海况下的航迹跟踪控制问题,提出一种基于Super-twisting的滑模自抗扰控制方法.利用视线导航法(LOS)将船舶的航迹跟踪转化为航向跟踪问题,并设计跟踪微分器来获取期望航向的1阶导数与2阶导数;根据非线性Nomoto模型设计扩张状态观测器对Nomoto模型的辨识误差、非线性项以及3级海况下风浪造成的干扰进行观测并补偿,提高控制器的鲁棒性.设计基于Super-twisting的2阶滑模控制方法,使滑模变量能在存在干扰观测误差的情况下有限时间收敛,并有效地减少了控制输出抖振现象,最终实现高精度的航迹跟踪控制.最后,以海巡船作为被控对象进行仿真验证,仿真结果表明,该控制算法能够有效提高船舶在3级海况下的航迹控制精度,增强对干扰的鲁棒性.

关键词：航迹跟踪、微分跟踪器、Nomoto模型、扩张状态观测器、Super-twisting 2阶滑模

所属期刊栏目：44

分类号：U664.82(船舶工程)

在线出版日期：2022-06-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：73-78