动力定位船轨迹跟踪鲁棒自适应容错控制
王元慧1
王海滨1
张晓云2
1.哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨1500012.哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所,黑龙江哈尔滨150078
摘要：本文研究了输入饱和状态下的动力定位船故障容错鲁棒自适应控制问题.该问题以动力定位船轨迹跟踪任务为目标,提出了一种新颖的鲁棒自适应控制器的设计,并且引入了二阶快速非奇异终端滑模和神经网络控制算法保证了控制器在实际任务中的执行效果.首先,介绍了三自由度动力定位船的运动模型包括了运动学模型和动力学模型以及推进器故障模型.然后,设计了二阶快速非奇异终端滑模面,提出了一种针对时变扰动和模型不确定性的鲁棒控制方案,保证系统无抖振现象的前提下实现了系统更快的收敛速度.同时运用被动容错控制思想,确保动力定位船在推进器故障发生时依然能够实现预计的跟踪性能.此外,通过Lyapunov稳定性判据分析,证明了提出的改进自适应滑模控制方法可确保系统在初始状态未知前提下,跟踪误差渐近收敛于零.最后,通过数值仿真实验结果验证了控制律的有效性.
关键词：轨迹跟踪二阶快速非奇异终端滑模控制时变干扰容错控制动力定位船
资助基金：国家自然科学基金(51879049)黑龙江省自然科学基金(LH2019E039)中央高校基本科研业务费专项(3072020CF0403)
论文发表日期：2021-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 287-300 )
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