基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的水面無(wú)人艇航行控制研究.pdf

1、在過(guò)去的幾十年時(shí)間里，伴隨著海上的恐怖事件及瀕海戰(zhàn)爭(zhēng)的升溫和人口增長(zhǎng)對(duì)資源需求的不斷升級(jí)，導(dǎo)致水面無(wú)人艇的研究和應(yīng)用得到了快速發(fā)展。而無(wú)人艇航行控制算法的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)航行系統(tǒng)至關(guān)重要。變結(jié)構(gòu)控制是一種非線性控制方法，在處理非線性系統(tǒng)對(duì)象的控制問(wèn)題上效果顯著。但由于系統(tǒng)對(duì)象的不確定性及外部的干擾，單一的變結(jié)構(gòu)控制方法在無(wú)人艇航向的控制效果方面仍有待提高。本文著眼于通過(guò)引入其他的控制方法與變結(jié)構(gòu)控制方法相結(jié)合，構(gòu)成復(fù)合的變結(jié)構(gòu)控制策略，并將其

2、運(yùn)用于無(wú)人艇航向、航跡控制領(lǐng)域。主要內(nèi)容如下：
　　以水面無(wú)人艇為研究對(duì)象，采用一種基于系統(tǒng)浸入與流形不變的自適應(yīng)反演滑模控制方案。將反步法和滑模方法的產(chǎn)物super-twisting相結(jié)合，而設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)反演滑模控制器。其中對(duì)擾動(dòng)估量的設(shè)計(jì)采用浸入與不變方法，其主要特點(diǎn)就是在整體自適應(yīng)律中加入其他補(bǔ)償項(xiàng)，并且在此基礎(chǔ)上建立一個(gè)對(duì)擾動(dòng)估量的誤差流形，通過(guò)靈活設(shè)計(jì)自適應(yīng)律使誤差流形為不變，從而保證擾動(dòng)估計(jì)誤差的收斂。仿真結(jié)果表明：

3、利用該方法能準(zhǔn)確估計(jì)設(shè)計(jì)的控制器外部擾動(dòng)估計(jì)準(zhǔn)確，無(wú)人艇航向的控制性能優(yōu)于與采用自適應(yīng)反演滑?？刂啤?br>　　針對(duì)傳統(tǒng)滑?？刂品椒ê蛡鹘y(tǒng)滑模趨近律在航向控制中存在收斂速度慢的問(wèn)題，采用一種基于新型冪次趨近律的終端滑?？刂品椒ā３浞纸Y(jié)合終端滑模的控制理論和新型趨近律的思想設(shè)計(jì)了新型 Terminal滑?？刂破?。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)冪次趨近律、指數(shù)趨近律相比,設(shè)計(jì)的新控制器具有更快的收斂速度和更好的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)。
　　在前文對(duì)無(wú)人艇航向