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摘要
本文提出了一种具有动态预设性能的有限时间控制方案，用于解决具有不确定动态和未知时变海洋环境扰动的无人水面艇(unmanned surface vehicles, USVs)的轨迹跟踪问题。传统预设性能采用静态预设性能函数，当外部扰动较大时，跟踪误差有超出预设性能边界的风险。本文设计一种新型的动态预设性能函数，使得USVs跟踪误差始终保持在预设的边界内；基于齐次积分滑模面、有限时间扩张状态观测器和超螺旋积分滑模控制，提出了一种有限时间控制算法。该算法可以实现跟踪误差快速收敛和有界扰动连续补偿，提高了系统鲁棒性并削弱了滑模抖振现象。理论分析证明了USVs闭环系统的全局有限时间稳定性，仿真及比较结果验证了所设计控制方案的有效性和优越性。
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