發(fā)布時(shí)間：2020-12-05 22:02

　　無人水面船具有結(jié)構(gòu)緊湊、操縱靈活、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在軍事、民用、海事和科研等領(lǐng)域已有諸多應(yīng)用。隨著海洋戰(zhàn)略的不斷實(shí)施,無人水面船研發(fā)工作正被各國(guó)高度重視。航跡跟蹤作為執(zhí)行各種任務(wù)的基礎(chǔ),是無人水面船運(yùn)動(dòng)控制的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。若考慮復(fù)雜海洋擾動(dòng)和未建模動(dòng)態(tài),傳統(tǒng)基于模型的控制方法將不再適用,無人水面船的高精度跟蹤控制頗具挑戰(zhàn)性但更有實(shí)際意義。本文基于擾動(dòng)觀測(cè)設(shè)計(jì)有限時(shí)間控制技術(shù)來解決上述問題,研究不依賴于無人水面船運(yùn)動(dòng)模型的有限時(shí)間控制方法,實(shí)現(xiàn)高精度航跡跟蹤控制。首先,本文提出無人水面船積分滑模有限時(shí)間控制策略。該策略實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)時(shí)無人水面船精準(zhǔn)航跡跟蹤控制,得到有限時(shí)間控制特性,具備更快收斂速度和更高控制精度。閉環(huán)穩(wěn)定性由Lyapunov理論嚴(yán)格保證,且跟蹤誤差最終為零。仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了該控制律的有效性。進(jìn)而,為消除海洋干擾對(duì)無人水面船的影響,本文采用擾動(dòng)觀測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)有限時(shí)間擾動(dòng)觀測(cè)器,并結(jié)合負(fù)齊次理論設(shè)計(jì)有限時(shí)間航跡控制策略。最終,不僅外部擾動(dòng)可被有效補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)零逼近誤差,而且航跡和航速根據(jù)誤差均能在有限時(shí)間收斂到零。最后通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的有效... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１地球坐標(biāo)系和船體坐標(biāo)系下六自由度無人水面船模型??

我們選取?ＩＳＭＦＣ?控制參數(shù)為：ａｔ，?＝０．１５，?／ｃ２?＝０．１５，?ｘ：３?＝ｄｉａｇ（０．２，０．２，??０．２），?＆?＝?ｄｉａｇ（０．１，０．１，０．２），爲(wèi)＝１?／?３，爲(wèi)＝１?／?２，?Ｐ?＝?１?／?３。仿真結(jié)果如圖?３．１－３．６?所示。??從圖３．１－３．２可以看出，本文所設(shè)計(jì)的控制律可以實(shí)現(xiàn)快速、精確的航跡跟蹤??控制。除了位置跟蹤，該控制律還能實(shí)現(xiàn)速度跟蹤，如圖３．３所示。不僅如此，從??圖３．２－３．５中可以看出，相比傳統(tǒng)的漸近穩(wěn)定控制律ＡＳＣ來說，ＩＳＭＦＣ策略有更??高的控制精度的同時(shí)也具備更快的收斂速度。??此外，由圖３．４－３．５還可以看出，跟蹤誤差可以在很短時(shí)間被鎮(zhèn)定到零，實(shí)現(xiàn)??了有限時(shí)間的控制效果。值得一提的是，如圖３．６所示，通過選取合適的控制器參??數(shù)，本文所設(shè)計(jì)的控制器控制輸入較為光滑，沒有高頻抖振。??？?，?一？一二?Ｖ?—??２０?－?￣、－蛛＞、??／／’??１８?－－Ｖ－???Ｄｅｓｉｒｅｄ?＼?？??口?１６?／?——ＡＳＣ?ｒｉ??１０??／???６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０??ｙ／ｍ??圖３．１航跡跟蹤曲線??Ｆｉｇ．?３．１?Ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?ｔｒａｃｋｉｎｇ??－２０－??

圖３．２位置跟蹤曲線??Ｆｉｇ．?３．２?Ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｔｒａｃｋｉｎｇ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2900166