基于Backstepping的模糊自適應(yīng)船舶航向控制.pdf

1、船舶運(yùn)動(dòng)控制是船舶自動(dòng)化的核心，直接關(guān)系到船舶航行的安全性、操縱性和經(jīng)濟(jì)性。船舶運(yùn)動(dòng)具有非線性、模型不確定等特點(diǎn)，因而開展不確定非線性船舶運(yùn)動(dòng)控制研究，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。因此本文針對(duì)船舶航向控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，基于Backstepping設(shè)計(jì)方法和模糊自適應(yīng)控制理論，研究了非線性船舶航向的自適應(yīng)模糊控制問題。
　　首先，結(jié)合Backstepping設(shè)計(jì)方法，以船舶航向控制作為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了船舶航向控制器;進(jìn)而針對(duì)帶有參數(shù)

2、不確定性的船舶航向控制系統(tǒng)，在Backstepping技術(shù)框架內(nèi)，設(shè)計(jì)了非線性Backstepping自適應(yīng)航向控制器;并針對(duì)有無擾動(dòng)兩種情況，進(jìn)行仿真研究，結(jié)果表明所得Backstepping自適應(yīng)航向控制器實(shí)現(xiàn)理想的航向跟蹤控制。
　　其次，針對(duì)船舶航向控制系統(tǒng)中含有的未知非線性動(dòng)態(tài)，采用T-S模糊系統(tǒng)作為在線逼近器，通過反饋線性化技術(shù)和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，提出一種間接模糊自適應(yīng)控制策略，確保船舶航向控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性;進(jìn)而，

3、將Backstepping算法和模糊自適應(yīng)控制策略相結(jié)合，針對(duì)帶有不確定性的船舶航向控制系統(tǒng)，提出了一種基于Backstepping的模糊自適應(yīng)控制方法，李雅普諾夫方法確保閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自適應(yīng)參數(shù)收斂性;仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法在船舶航向控制中的有效性和優(yōu)越性。
　　最后，針對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)非線性模型，基于L2增益理論，通過在原有的直接模糊自適應(yīng)律中引入學(xué)習(xí)誤差反饋，提出了一種基于學(xué)習(xí)誤差的直接模糊自適應(yīng)船舶航向控制方法，仿真結(jié)果表