基于时延估计与终端滑模的无人船跟踪控制

来源：电子测量技术杂志2025年第4期北京时间：

作者：刘超，叶华生，沈跃，刘慧，沈亚运

单位：江苏大学电气信息工程学院 镇江 212013

摘要：针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题，本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法，对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重新构建；然后采用自适应时延估计技术，估计无人船未知动力学模型部分及外部扰动，并设计超螺旋快速终端滑模控制策略补偿时延估计产生的误差，提高控制系统鲁棒性；最后，基于仿真分析与航行跟踪实验验证本研究控制方法可行性。在航行跟踪实验中，位置平均误差相比于PID算法、滑模算法及自适应时延估计滑模算法分别降低了35.1%、24.7%、20.8%，轨迹跟踪精度高。本文提出的控制方法不依赖动力学模型参数，可实现欠驱动无人船精准轨迹跟踪控制，且收敛速度快、鲁棒性高，为欠驱动无人船轨迹跟踪控制提供了可供借鉴的方法。

关键词：欠驱动无人船;自适应时延估计;超螺旋快速终端滑模控制;轨迹跟踪控制

基金资助：中国高校产学研创新基金-无人集群协同智能项目(2021ZYB02002)资助