基于反步法的欠驅(qū)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(dǎo)致航運密度大大增加,船舶在航行中又會受到各種無法預(yù)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(fù)雜。而船舶在兩個轉(zhuǎn)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(shù)船舶都是欠驅(qū)動的,采用比較少的控制量來實現(xiàn)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(jīng)濟性能。綜上,對欠驅(qū)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(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)控制、反步法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)逼近等方法引入欠驅(qū)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(shù)學模型,為直線航跡控制器的設(shè)計和仿真打下了基礎(chǔ)。
　　 進一步,本文針對帶有未知模型參數(shù)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(jié)構(gòu)控制理論引入到了船舶直線航跡控制器設(shè)計的過程中,給出了一種自適應(yīng)滑模航跡跟蹤控制器方法。接著又針對帶有不確定函數(shù)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(yīng)反步設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近模型里的未知非線性函數(shù),設(shè)計了一種自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器方法。
　　 最后,通過Matlab對所設(shè)計的控制器分別進行仿真,仿真結(jié)果驗證了所設(shè)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,