水面船舶航迹稳定性的最优控制研究

摘要：

不具备侧向推进器的水面船舶是一类典型的欠驱动系统,对这类船舶稳定性的研究是其能够在水面安全行驶的基础.针对欠驱动船舶的航迹稳定性控制问题,提出一种Gauss伪谱法与遗传算法相结合的混合优化策略.首先,在船舶水平面运动的运动学和动力学模型的基础上,对欠驱动船舶系统的最优控制问题进行描述.然后,利用Gauss伪谱法将最优控制问题离散为非线性规划问题,采用遗传算法求解在较少离散节点时状态变量和控制变量对应的可行解.最后,在更多的离散节点处离散这些设计变量,作为序列二次规划算法的初值,进而求解欠驱动船舶系统的优化航行轨迹和最优控制输入.通过数值仿真,系统优化航行轨迹光滑平稳,最优控制输入也能很好地满足约束条件,仿真结果验证了上述混合优化策略的有效性.

关键词：最优控制、欠驱动船舶、遗传算法

所属期刊栏目：35

分类号：TP391.9(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2018-12-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：364-368