基于混沌萤火虫算法的欠驱动船舶自适应迭代滑模轨迹跟踪控制

简介：
本研究提出了一种结合混沌萤火虫算法的欠驱动船舶自适应迭代滑模控制器，有效提升了船舶在复杂海况下的轨迹追踪精度和鲁棒性。 本段落针对欠驱动船舶的路径跟踪控制问题，在面对模型参数不确定性和未知海洋环境扰动的情况下，提出了一种神经元自适应迭代滑模控制策略。相比传统的路径跟踪控制方法，轨迹跟踪控制需要利用舵力矩与螺旋桨推进力使笛卡尔坐标系中的横向和纵向位置误差收敛到零，并且期望轨迹是一个时间函数的表达形式，因此其问题解决起来更为复杂。 本研究通过参考欠驱动船舶在轨迹追踪过程中的横向及纵向误差信息来构建二阶滑模面和四阶滑模面。结合Lyapunov稳定性条件的设计理念，我们设计了螺旋桨转速控制器以及舵机角度控制器。为了进一步优化控制参数的设定，本段落还引入了萤火虫算法与混沌算法相结合的方法来进行寻优处理，并最终提出了一种基于混沌萤火虫算法的欠驱动船舶轨迹跟踪自适应迭代滑模控制器方案。