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基于线性自抗扰控制的船舶航迹积分滑模控制器
  • ISSN号:1672-9498
  • 期刊名称:《上海海事大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:U664.82[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:大连海事大学航海学院,辽宁大连116026
  • 相关基金:国家自然科学基金(51179019,51509030); 中央高校基本科研业务费专项资金(3132014022); 辽宁省教育厅重点实验室项目(LZ2015006)
中文摘要:

为解决欠驱动船舶航迹直线和曲线跟踪控制问题,选取能解决航向不稳定等非线性问题的Bech模型,借助双曲正切函数,构造期望艏向方程,将航迹控制问题转化为航向控制问题。设计3阶跟踪微分器,对期望艏向及其微分信号进行精确提取。采用变结构积分滑模面函数设计非线性误差反馈控制律,加快系统收敛速度,提出基于线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)的船舶航迹积分滑模控制器。该控制器的线性扩张状态观测器对系统内外总扰动进行在线估计与实时补偿;引入Hurwitz多项式,减少需整定的参数。仿真结果表明,航迹收敛快速准确,无超调,对外界干扰具有较强的鲁棒性。控制器参数具有一定的普适性,故其适用范围广。

英文摘要:

To solve the problem of the straight-line and curve-following control of the underactuated ship tracking,the Bech model which can solve the nonlinear problems such as heading instability is selected.The expected heading equation is constructed by the hyperbolic tangent function to turn the ship tracking control into the ship course control. A third-order tracking differentiator is structured to extract precisely the expected course and its derivative. To accelerate the system convergence rate,a variable structure integral sliding-mode surface function is introduced to design the nonlinear error feedback control law. An integral sliding-mode controller of ship tracking based on Linear Active Disturbance Rejection Control( LADRC) is proposed. This controller can estimate and compensate the internal and external total disturbances in real time with the linear extended state observer; the Hurwitz polynomial is introduced to reduce the number of parameters to be set. The simulation results show that,the trajectory convergence is fast and accurate,without overshoot,and robust to external disturbances. The parameters of the control-ler are universal,so the controller has wide application range.

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期刊信息
  • 《上海海事大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:上海市教育委员会
  • 主办单位:上海海事大学
  • 主编:黄有方
  • 地址:上海浦东新区临港新城海港大道A30#
  • 邮编:201306
  • 邮箱:smucae@163.com
  • 电话:021-38284908
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-9498
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1968/U
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • CAJ-CD规范执行优秀期刊,中国期刊协会编校质量优秀期刊,全国高校编辑质量优秀科技期刊,上海市编校质量优秀期刊,上海市优秀学报,上海市审读优秀科技期刊,上海市新闻出版行业文明单位,中国高校科技期刊优秀团队
  • 国内外数据库收录:
  • 波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:2579