基于LSTM的无人船轨迹跟踪滑模控制算法研究

来源：电子测量技术杂志2024年第7期北京时间：

作者：朱栋，陶睿楠，陈威，冯成涛，郭俊俊

单位：常州大学微电子与控制工程学院 常州 213159

摘要：针对无人船模型不确定项和外界环境干扰缺乏自适应能力而使无人船乘坐舒适性降低的问题，提出一种基于长短期记忆网络(LSTM)的无人船轨迹跟踪滑模控制算法。LSTM用于补偿无人船模型不确定项和外界环境干扰，从而抑制滑模控制的抖动现象。以一艘游船为基础建立了无人船数学模型，设计滑模轨迹跟踪控制器，同时引入LSTM神经网络对无人船数学模型中的不确定项及外界环境干扰进行控制补偿，并在三种轨迹下进行了MATLAB/Simulink仿真测试。测试结果表明，基于LSTM的滑模控制算法轨迹跟踪精度高于滑模控制算法，轨迹平均绝对误差最高减小62%，LSTM神经网络能显著提高无人船的抗干扰能力。

关键词：滑模控制;长短期记忆网络;无人船;轨迹跟踪

基金资助：江苏省科技支撑项目(DFJH202131)、江苏省产学研合作项目(BY2022217)资助