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基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制

余亚磊 苏荣彬 冯旭 郭晨

余亚磊, 苏荣彬, 冯旭, 郭晨. 基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
引用本文: 余亚磊, 苏荣彬, 冯旭, 郭晨. 基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
Yu Yalei, Su Rongbin, Feng Xu, Guo Chen. Tracking control of backstepping adaptive path of unmanned surface vessels based on surge-varying LOS[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
Citation: Yu Yalei, Su Rongbin, Feng Xu, Guo Chen. Tracking control of backstepping adaptive path of unmanned surface vessels based on surge-varying LOS[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377

基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51879027,51579024,6137114,51809028);中央高校基础研究基金资助项目(大连海事大学3132016311,3132018154)
详细信息
    作者简介:

    余亚磊,男,1992年生,硕士生。研究方向:船舶运动控制,非线性控制。E-mail:yuyalei89@gmail.com

    通讯作者:

    郭晨,男,1956年生,博士,教授。研究方向:智能控制,船舶自动化系统。E-mail:dmuguoc@126.com

  • 中图分类号: U664.82

Tracking control of backstepping adaptive path of unmanned surface vessels based on surge-varying LOS

Funds:  
  • 摘要: [目的] 为了解决无人船由系统建模误差和参数摄动引起的混合不确定项、模型含非零非对角项和控制器输入饱和情况下的路径跟踪问题, [方法] 提出基于速变视线导航法(LOS)的反步自适应无人船路径跟踪控制方法。首先引入坐标变换法,把系统模型转变为斜对角形式。把控制系统分为制导子系统和控制子系统,在制导子系统设计速变LOS算法,使纵向速度制导律与横向跟踪误差呈正相关,确保无人船能有效地朝着并保持在期望的路径上;在控制子系统设计反步自适应算法以补偿系统混合不确定项,同时引入辅助系统处理系统控制输入饱和问题。 [结果] 运用李雅普诺夫稳定性理论证明制导—控制闭环系统一致最终有界稳定。 [结论] 仿真结果验证了所提出方法的有效性和鲁棒性,对无人船反步自适应路径跟踪控制有一定的参考价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-15
  • 刊出日期:  2019-06-18

基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(51879027,51579024,6137114,51809028);中央高校基础研究基金资助项目(大连海事大学3132016311,3132018154)
    作者简介:

    余亚磊,男,1992年生,硕士生。研究方向:船舶运动控制,非线性控制。E-mail:yuyalei89@gmail.com

    通讯作者: 郭晨,男,1956年生,博士,教授。研究方向:智能控制,船舶自动化系统。E-mail:dmuguoc@126.com
  • 中图分类号: U664.82

摘要: [目的] 为了解决无人船由系统建模误差和参数摄动引起的混合不确定项、模型含非零非对角项和控制器输入饱和情况下的路径跟踪问题, [方法] 提出基于速变视线导航法(LOS)的反步自适应无人船路径跟踪控制方法。首先引入坐标变换法,把系统模型转变为斜对角形式。把控制系统分为制导子系统和控制子系统,在制导子系统设计速变LOS算法,使纵向速度制导律与横向跟踪误差呈正相关,确保无人船能有效地朝着并保持在期望的路径上;在控制子系统设计反步自适应算法以补偿系统混合不确定项,同时引入辅助系统处理系统控制输入饱和问题。 [结果] 运用李雅普诺夫稳定性理论证明制导—控制闭环系统一致最终有界稳定。 [结论] 仿真结果验证了所提出方法的有效性和鲁棒性,对无人船反步自适应路径跟踪控制有一定的参考价值。

English Abstract

余亚磊, 苏荣彬, 冯旭, 郭晨. 基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
引用本文: 余亚磊, 苏荣彬, 冯旭, 郭晨. 基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
Yu Yalei, Su Rongbin, Feng Xu, Guo Chen. Tracking control of backstepping adaptive path of unmanned surface vessels based on surge-varying LOS[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
Citation: Yu Yalei, Su Rongbin, Feng Xu, Guo Chen. Tracking control of backstepping adaptive path of unmanned surface vessels based on surge-varying LOS[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(3): 163-171. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01377
参考文献 (25)
补充材料:
2019-3-163_en.pdf

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