水面無人艇的復合自適應控制研究.pdf

1、隨著海洋工程和信息技術的發(fā)展，水面無人艇在海上偵察監(jiān)視、反水雷戰(zhàn)、水面反艦、海上救援及環(huán)境監(jiān)測等方面的應用潛能日益顯現，水面艇軌跡跟蹤控制也得到了越來越多的重視。當水面無人艇航行于水面時，速度、重心等動態(tài)性能的變化以及風、浪、流的外界干擾增加了水面艇模型的不確定性，進而影響了控制系統的魯棒穩(wěn)定性。因此，本文基于水面艇帶有不確定項的歐拉－拉格朗日系統模型，建立自適應軌跡跟蹤控制以提高水面艇閉環(huán)控制系統關于不確定性的魯棒性，具有重要的價值。

2、
　　現有相關成果主要基于神經網絡、擾動觀測器等方法建立了水面艇的自適應控制。但是，神經網絡控制的自適應率主要基于跟蹤誤差調節(jié)，而擾動觀測器的自適應率只是基于建模誤差調節(jié)，影響了閉環(huán)控制系統的跟蹤精度和速度。為了提高水面艇跟蹤期望軌跡的精度和速度，本文基于水面艇的拉格朗日模型，建設性地提出了三種利用跟蹤誤差和建模誤差來共同調節(jié)自適應率的復合自適應控制：(1)基于復合自適應擴展狀態(tài)觀測器的水面艇軌跡跟蹤控制；(2)基于復合自適應擾動

3、觀測器的水面艇軌跡跟蹤控制；(3)復合自適應神經網絡軌跡跟蹤控制。其中，在前兩種控制器中，分別建立復合自適應擴展狀態(tài)觀測器、復合擾動觀測器來估計并補償模型中導數有界的時變擾動；在第三種復合自適應控制中，建立復合自適應神經網絡估計并補償包括向心力/哥氏力項、阻尼力項和慢變擾動在內的非線性不確定項。
　　通過理論分析和仿真結果，說明了本文所設計控制算法的可行性和有效性。與傳統的水面艇自適應控制相比，本文提出的復合自適應控制可有效提高軌