為解決欠驅(qū)動(dòng)船舶航跡直線和曲線跟蹤控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)基于多模態(tài)快速非奇異終端滑模(Fast Nonsingular Terminal Sliding Mode,FNTSM)的自抗擾控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)。引入ADRC技術(shù),利用跟蹤微分器快速提取跟蹤期望信號(hào)的微分信號(hào),通過(guò)可在線性與非線性之間切換的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)時(shí)估計(jì)船舶外部和內(nèi)部的總干擾;將根據(jù)多模態(tài)思想設(shè)計(jì)的非奇異終端滑模和一種新型雙冪次趨近律引入狀態(tài)誤差反饋環(huán)節(jié)中,設(shè)計(jì)基于多模態(tài)FNTSM的ADRC控制律,在保證ADRC優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),提高收斂速度和穩(wěn)態(tài)跟蹤精度;構(gòu)造期望艏向角方程,將航跡控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為易于實(shí)現(xiàn)的航向控制問(wèn)題。Simulink仿真結(jié)果表明:利用該控制器的船舶能快速、準(zhǔn)確地跟蹤期望直線和曲線航跡,說(shuō)明其具有優(yōu)良的控制品質(zhì)。

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【部分圖文】：

圖11 艏向角誤差對(duì)比

圖10舵角對(duì)比4結(jié)束語(yǔ)

圖6 舵角對(duì)比

圖5艏向角對(duì)比圖7艏向角誤差對(duì)比

圖10 舵角對(duì)比

圖9艏向角對(duì)比圖11艏向角誤差對(duì)比

圖1 兩切換函數(shù)收斂度對(duì)比

式(8)中:ω為可調(diào)參數(shù),且ω>1。當(dāng)|x1|<1時(shí),取切換函數(shù)s1=0;當(dāng)|x1|≥1時(shí),取切換函數(shù)s2=0。兩切換函數(shù)收斂度對(duì)比見(jiàn)圖1。由圖1可知:當(dāng)|x1|<1時(shí),切換函數(shù)s1的收斂速度優(yōu)于s2;當(dāng)|x1|≥1時(shí),s2的收斂速度大大優(yōu)于s1。因此,采用切換設(shè)計(jì)可同時(shí)發(fā)揮兩個(gè)....

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