带有扰动补偿的欠驱动船舶轨迹跟踪自适应滑模控制

简介：
本研究提出了一种基于扰动补偿和自适应滑模控制策略，用于改善欠驱动船舶在复杂海况下的精确轨迹跟踪性能。通过理论分析与仿真验证，展示了该方法的有效性和鲁棒性。 近年来,随着欠驱动系统控制技术的快速发展以及船舶智能化要求的不断提高,对欠驱动船舶控制问题的研究越来越受到关注。本课题结合backstepping设计方法、滑模控制算法、参数自适应方法、动态面控制技术和神经网络等先进理论,探讨了在外界环境干扰、模型不确定性和速度不可测情况下的欠驱动船舶轨迹跟踪状态反馈与输出反馈自适应滑模控制策略。 首先，假设已知船舶模型，在考虑干扰界值是否明确的情况下研究其轨迹追踪问题。对于外界环境干扰界值已知的情况，通过结合backstepping设计方法和滑模控制算法来制定出一套船舶轨迹追踪的滑模控制器；进一步地，当外界环境干扰界的确定性未知时，则引入带有σ-修正参数自适应律以估算该界限，并利用双曲正切函数解决由符号函数带来的“抖振”问题。 其次，在面临模型不确定性及未知外部扰动的情况下，通过结合动态面控制技术、自适应神经网络、滑模控制算法和backstepping设计方法来制定一种基于神经网络的船舶轨迹追踪自适应滑模控制器。此研究不仅提供了相关文献资料的支持，并且也包含了可以直接运行的matlab程序供参考使用。