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基于扩张状态观测器的小水线面双体船终端滑模控制
  • ISSN号:1000-6982
  • 期刊名称:《船舶工程》
  • 时间:0
  • 分类:U661.33[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 作者机构:[1]中国劳动关系学院高职学院,北京100048, [2]东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(30972424); 中央高校基本科研业务费专项资金(DL13BB14)
中文摘要:

针对小水线面双体船运动控制问题,设计了带有扩张状态观测器的终端滑模控制器。首先,针对小水线面双体船在随机海浪作用下的运动问题,建立了带有系统复合扰动的非线性运动模型;进而,考虑到系统存在的参数摄动和海浪扰动的复杂性、随机性,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设计;利用一个线性扩张状态观测器对系统的复合扰动进行估计,并在外环终端滑模控制器中进行补偿;最后,利用Lyapunov理论得到了系统的渐进稳定结论。仿真结果表明,带有扩张状态观测器的终端滑模控制方法能够有效实现小水线面双体船的运动控制,线性扩张状态观测器能够准确估计出系统的复合扰动,且终端滑模控制器能够使系统状态快速收敛。

英文摘要:

For the motion control problem of a SWATH ship, a terminal sliding mode controller is designed based on extended state observer (ESO). Firstly, considering the motion control problem under random wave disturbances, the nonlinear model of SWATH ship with compound disturbances is established. Then, considering the parameters perturbation, complexity and randomness of the wave, the control system is divided into inner loop observer and outer loop controller respectively. An ESO is implemented to estimate and compensate the compound disturbances in the terminal sliding mode controller. At last, the asymptotical stability is achieved based on Lyapunov theory. Simulations show the effectiveness of the proposed method Linear ESO can estimate the compound disturbances successfully, meanwhile, the terminal sliding mode controller can enable the system states converge quickly.

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期刊信息
  • 《船舶工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国船舶重工集团公司
  • 主办单位:中国造船工程学会
  • 主编:闻雪友
  • 地址:上海市中山南二路851号
  • 邮编:200032
  • 邮箱:cbgc@cssmc.cn
  • 电话:021-54591998 021-64416390
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6982
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1281/U
  • 邮发代号:4-251
  • 获奖情况:
  • 中国船舶工业总公司科技二等奖,国防科工委科技三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6395