船舶航向自適應(yīng)Backstepping控制器設(shè)計與仿真.pdf

1、船舶在海上航行過程中，受到外部環(huán)境風(fēng)、浪、流等干擾的影響，導(dǎo)致船舶航向控制系統(tǒng)中存在明顯的不確定性。同時，船舶運動具有非線性的特點。因此，研究魯棒自適應(yīng)性能好的非線性船舶航向控制器成為研究熱點。本文把海面上運動的船舶當(dāng)作研究對象，采用Backstepping控制算法，對船舶航向控制進(jìn)行了研究，主要完成了以下工作:
　　1.考慮到海況復(fù)雜多變，探討了環(huán)境擾動力（風(fēng)、浪、流）的數(shù)學(xué)模型。從運動學(xué)和動力學(xué)的角度，對船舶運動的動態(tài)特性、船

2、舶水動力特性進(jìn)行探討分析，建立了船舶運動數(shù)學(xué)模型。
　　2.針對帶有參數(shù)不確定的船舶航向非線性控制系統(tǒng)，基于反步法的設(shè)計理論，結(jié)合自適應(yīng)控制算法，設(shè)計了船舶航向控制器。
　　3.同時考慮到系統(tǒng)中存在的飽和現(xiàn)象，并且考慮到非線性船舶航向控制中的船舶參數(shù)和擾動的不確定性，采用了一種基于輔助系統(tǒng)的算法，設(shè)計了相應(yīng)的航向保持控制器。
　　4.在以上的基礎(chǔ)上，同時考慮干擾和系統(tǒng)的輸入飽和現(xiàn)象的存在，將非線性干擾觀測器(NDO)和