基于状态反馈线性化和ESO的船舶航向跟踪控制

作者：吴瑞; 杜佳璐^*; 孙玉清; 李东海

来源：大连海事大学学报, 2019, 45(03): 93-99.

DOI：10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2019.03.013

• 船舶航向跟踪
• 动态参数不确定
• 未知时变环境扰动
• 扩张状态观测器
• 状态反馈线性化

针对船舶航向跟踪控制问题,考虑舵机伺服系统特性、船舶动态参数不确定以及未知时变环境扰动,利用状态反馈线性化原理与扩张状态观测器(ESO)的基本思想,设计船舶航向跟踪控制律.首先,对带有执行机构的船舶操纵数学模型进行非线性坐标变换;然后,构造ESO,实时估计动态参数不确定和未知时变环境扰动构成的总扰动.基于上述,根据状态反馈线性化原理设计船舶航向跟踪控制律.理论分析表明,所构造的ESO估计误差渐近收敛于零,所设计的船舶航向跟踪控制律保证船舶航向跟踪闭环系统是稳定的,且使得船舶航向跟踪误差渐近收敛于零.最后,以一艘军舰为例进行仿真研究,仿真结果显示了所设计的船舶航向跟踪控制律的有效性和对扰动的鲁棒性.

• 单位
  大连海事大学; 清华大学