基于反步法的欠驅動船舶直線航跡跟蹤控制.pdf

1、隨著近年來海上運輸量增加,船舶趨向大型化和高速化,導致航運密度大大增加,船舶在航行中又會受到各種無法預知的外界環(huán)境干擾,這些都使得船舶操縱運動問題變得特別復雜。而船舶在兩個轉向點之間的長距離航行司空見慣,為節(jié)省時間、縮短距離和節(jié)約成本,對船舶進行直線航跡控制非常具有針對性和實踐性；大多數船舶都是欠驅動的,采用比較少的控制量來實現航跡等操縱控制,從而降低了船舶的重量和運行費用,提高了營運效益,改善了船舶的運行經濟性能。綜上,對欠驅動船舶直

2、線航跡運動進行研究具有非常重大的意義。
　　 本文以船舶直線航跡運動作為研究對象,將滑模變結構控制、自適應控制、反步法、神經網絡函數逼近等方法引入欠驅動船舶直線航跡蹤控制。本論文所做的主要工作有:
　　 本文首先給出了船舶直線航跡跟蹤控制系統(tǒng)3自由度的非線性數學模型,為直線航跡控制器的設計和仿真打下了基礎。
　　 進一步,本文針對帶有未知模型參數以及恒定外界干擾的,控制器增益符號已知的船舶直線航跡模型進行了研究,

3、將滑模變結構控制理論引入到了船舶直線航跡控制器設計的過程中,給出了一種自適應滑模航跡跟蹤控制器方法。接著又針對帶有不確定函數項,不確定干擾,控制器增益符號未知的船舶直線運動控制模型進行了研究,在自適應反步設計方法的基礎上,利用RBF神經網絡逼近模型里的未知非線性函數,設計了一種自適應神經網絡控制器方法。
　　 最后,通過Matlab對所設計的控制器分別進行仿真,仿真結果驗證了所設計的控制器可以保證閉環(huán)系統(tǒng)的信號是一致最終有界的,