真实海浪干扰下无人艇轨迹跟踪动态性能约束控制

来源：计算机测量与控制杂志2026年第1期北京时间：

作者：慕东东,吴韬,尹铭扬,李鸿彪,石林龙,范云生

单位：大连海事大学

摘要：针对欠驱动无人艇轨迹跟踪过程中的性能约束问题，提出一种考虑海浪干扰、模型不确定性和执行器饱和下的轨迹跟踪性能约束控制算法；基于海浪谱统计特性构建海浪干扰模型，突破传统简谐波叠加方法无法反映海浪随机性的局限；引入有限时间干扰观测器和单参数神经网络，分别对海浪干扰和模型不确定性进行补偿；采用 tan 形式的障碍 Lyapunov 函数对欠驱动无人艇的跟踪误差进行约束，并设计有限时间辅助动态系统解决输入饱和问题;在证明系统误差收敛基础上通过SimuNPS数值仿真实验验证了控制策略的合理性和有效性。

关键词：欠驱动无人艇; 轨迹跟踪;真实海浪干扰; 输入饱和; 误差约束; 单参数神经网络逼近; SimuNPS

基金资助：国家自然科学(52301360)；国家重点研发计划项目(2022YFB4301401)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(3132024101)；辽宁省科技厅中试验证项目(2022JH24,10200029)；中国博士后科学(2022M710569)；辽宁省博士点启动资金项目(2022-BS-094)；大连市重点科技攻关项目(2023YF11GX007)。