无人船自适应超螺旋轨迹跟踪滑模控制

来源：电子测量技术杂志2024年第5期北京时间：

作者：冯成涛，陈威，陶睿楠，朱栋，储开斌

单位：常州大学微电子与控制工程学院 常州 213159

摘要：针对无人船受到风浪等不确定性干扰时易出现轨迹跟踪误差大、自适应增益范围小、滑模控制方法的抖振等问题，提出了一种新型自适应超螺旋滑模控制算法。根据无人船结构建立数学模型，引入轨迹参考点将数学模型转换为二阶系统微分方程；设计自适应超螺旋滑模控制器；构造Lyapunov函数，推导满足系统闭环稳定性的自适应增益。在考虑风阻、浪阻的情况下，将本文方法分别与超螺旋滑模控制和传统自适应超螺旋滑模控制这两种方法进行仿真实验对比。结果显示，在仿真实验的30 s中，本文方法的轨迹跟踪平均绝对误差比超螺旋滑模控制和传统自适应超螺旋滑模控制分别减少了0.60 m和0.27 m，仿真结果表明本文方法能够有效提高系统控制性能，抑制抖振，减小轨迹跟踪误差。

关键词：自适应增益;超螺旋滑模控制;无人船;轨迹跟踪

基金资助：横向项目(KYH22020349)、江苏省高等学校自然科学研究面上项目(19KJB510017)、江苏省科技支撑项目(DFJH202131)资助