基于滑模變結構控制的水面無人艇航行控制研究.pdf

1、在過去的幾十年時間里，伴隨著海上的恐怖事件及瀕海戰(zhàn)爭的升溫和人口增長對資源需求的不斷升級，導致水面無人艇的研究和應用得到了快速發(fā)展。而無人艇航行控制算法的優(yōu)劣對整個航行系統(tǒng)至關重要。變結構控制是一種非線性控制方法，在處理非線性系統(tǒng)對象的控制問題上效果顯著。但由于系統(tǒng)對象的不確定性及外部的干擾，單一的變結構控制方法在無人艇航向的控制效果方面仍有待提高。本文著眼于通過引入其他的控制方法與變結構控制方法相結合，構成復合的變結構控制策略，并將其

2、運用于無人艇航向、航跡控制領域。主要內(nèi)容如下：
　　以水面無人艇為研究對象，采用一種基于系統(tǒng)浸入與流形不變的自適應反演滑?？刂品桨?。將反步法和滑模方法的產(chǎn)物super-twisting相結合，而設計一個自適應反演滑?？刂破鳌Ｆ渲袑_動估量的設計采用浸入與不變方法，其主要特點就是在整體自適應律中加入其他補償項，并且在此基礎上建立一個對擾動估量的誤差流形，通過靈活設計自適應律使誤差流形為不變，從而保證擾動估計誤差的收斂。仿真結果表明：

3、利用該方法能準確估計設計的控制器外部擾動估計準確，無人艇航向的控制性能優(yōu)于與采用自適應反演滑?？刂?。
　　針對傳統(tǒng)滑?？刂品椒ê蛡鹘y(tǒng)滑模趨近律在航向控制中存在收斂速度慢的問題，采用一種基于新型冪次趨近律的終端滑?？刂品椒?。充分結合終端滑模的控制理論和新型趨近律的思想設計了新型 Terminal滑模控制器。仿真結果表明,與傳統(tǒng)冪次趨近律、指數(shù)趨近律相比,設計的新控制器具有更快的收斂速度和更好的運動品質。
　　在前文對無人艇航向