無人水面艇模糊魯棒自適應航跡跟蹤控制研究.pdf

1、無人水面艇是一種在海上能夠實現(xiàn)自主航行的智能平臺，具有體積小、隱蔽性好、靈敏度高、無人員傷亡危險等優(yōu)點，且能高效地完成較為復雜的海上作戰(zhàn)任務，因此受到了世界各國的高度重視。航跡跟蹤控制作為實現(xiàn)無人水面艇自主航行的基礎，是目前無人水面艇運動控制的一個重要研究方向。
　　無人水面艇運動系統(tǒng)是一個典型的具有非線性以及模型不確定性的復雜系統(tǒng)，并且在海上航行時易受到環(huán)境干擾的影響，使得無人水面艇航跡跟蹤控制成為一個極具挑戰(zhàn)的控制問題。伴隨著

2、控制理論的逐步發(fā)展，人們對于控制精度要求的逐漸提高，采用基于模型的自適應控制已經(jīng)難以滿足控制需求，因此本文提出一種不依賴于系統(tǒng)模型的水面無人艇模糊魯棒自適應航跡跟蹤控制方法。
　　首先，針對在擾動作用下的無人艇航跡跟蹤控制問題，考慮具有科氏向心矩陣和非線性阻尼項的無人水面艇運動模型，利用系統(tǒng)跟蹤誤差動態(tài)，融合Lyapunov穩(wěn)定性理論以及Backstepping設計方法，提出一種基于Backstepping的無人水面艇航跡跟蹤控制

3、器，并通過仿真實驗來驗證該控制器的有效性。
　　其次，針對參數(shù)未知且含有未知擾動的無人水面艇系統(tǒng)，提出一種模糊自適應無人水面艇航跡跟蹤控制策略。具體地，采用模糊系統(tǒng)逼近無人水面艇自身的模型不確定以及運動系統(tǒng)中的未知非線性干擾項，融合Backstepping設計方法和自適應控制理論，設計系統(tǒng)的控制律以及參數(shù)自適應律，Lyapunov穩(wěn)定性理論保證閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及自適應參數(shù)的收斂性和有界性。仿真結果和比較分析驗證了該控制方法的