带漂角和输入饱和的水面船舶航向控制

作者：陆潇杨; 刘志全^*; 高迪驹; 褚建新

来源：中国舰船研究, 2021, 16(02): 194-202.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.01775

• 航向控制
• 反步法
• 漂角
• 输入约束

[目的]为处理水面船舶航向控制过程中受到的非零漂角和输入饱和影响,提出一种基于反步法的航向控制方法。[方法]首先,利用相对速度求出实际漂角,再通过漂角对航向角误差进行修正;然后,采用一种预滤波方法减小航向改变时对航速变化的影响,同时引入双曲正切函数和Nussbaum函数逼近输入约束,结合自适应律对逼近误差和艏摇方向上的扰动进行估计;最后,借助指令滤波器简化反推过程,并通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。[结果]仿真结果表明,所提控制器有效减小了水面船舶的航向输出误差,且能始终保持较小的控制输入力矩。[结论]研究成果可为水面船舶航向控制设计提供参考。

• 单位
  上海海事大学