為解決考慮參數(shù)不確定的欠驅(qū)動水面無人艇（USV）在恒定海流干擾下水平面位置跟蹤問題,提出一種欠驅(qū)動USV神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)位置跟蹤控制策略�；诜床椒ㄔO(shè)計了一種非線性控制器,采用動態(tài)面方法獲取虛擬變量的導(dǎo)數(shù),減小了虛擬變量直接求導(dǎo)的復(fù)雜性;針對欠驅(qū)動USV參數(shù)不確定問題,運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)方法對USV系統(tǒng)不確定函數(shù)進(jìn)行逼近,克服了欠驅(qū)動USV參數(shù)不確定難題;設(shè)計一種指數(shù)收斂海流觀測器,有效地估計了恒定海流速度。通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了該閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性;同時仿真驗證了該控制策略的有效性和魯棒性。 

【文章來源】：兵工學(xué)報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

速度跟蹤誤差

對于欠驅(qū)動USV，設(shè)定慣性坐標(biāo)系為OEXEYE，體坐標(biāo)系為OBXBYB;對于USV而言，本文只研究水平面內(nèi)運動控制問題，USV位姿及速度可表示為{x,y，ψ}和{u,v,r}，x、y和ψ分別為USV在慣性坐標(biāo)系下的水平面橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)和偏航角，u、v和r分別為USV在體坐標(biāo)系下的縱向速度、橫向速度和偏轉(zhuǎn)角速度。USV位置跟蹤如圖1所示，期望運動軌跡為ηh(t)，期望位置為xd、yd，運動軌跡誤差為{xe,ye，ψe}，xe、ye、ψe分別為慣性坐標(biāo)系下的位置和偏航角跟蹤誤差。欠驅(qū)動USV運動特性，選取簡化后的USV水平面運動數(shù)學(xué)方程[13]為

為便于仿真結(jié)果分析，仿真時間為1 000 s，可清晰地看出運動軌跡，與文獻(xiàn)[16]中反步法進(jìn)行對比，仿真結(jié)果如圖2～圖7所示。為更好地呈現(xiàn)仿真結(jié)果，由于控制器穩(wěn)定后結(jié)果呈現(xiàn)周期性，圖4～圖7展現(xiàn)了前200 s的仿真結(jié)果。圖3 位置跟蹤誤差

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]欠驅(qū)動自主水下航行器的非線性魯棒控制策略研究[D]. 畢鳳陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3412272