输入受限无人帆船自适应航向跟踪控制

来源：机械与电子杂志2023年第02期北京时间：

作者：杨晓武;石春

单位：1. 贵州理工学院人工智能与电气工程学院,贵州 贵阳 550003 ;

摘要：针对带有输入受限且存在未知控制系数约束情形下,考虑了具有未知模型和风、浪等外界干扰的无人船航向跟踪控制问题,提出一种受限控制输入约束下的跟踪控制方法。该方法运用 RBF 神经网络对未知模型进行在线逼近,利用 Nussbaum 自适应增益技术解决未知控制系数问题。根据滑模控制理论,设计具有指数趋近律的鲁棒控制项,保证所得误差闭环系统快速响应且最终趋向 0 。为弱化传统滑模控制产生的抖振问题,将符号函数替换成饱和函数使控制输入变得平滑。引入一种误差辅助系统,构建了帮助误差闭环系统输入退出饱和机制。通过李雅普诺夫稳定性理论,给出了跟踪控制方法的稳定性数学分析过程,证明误差闭环跟踪控制系统的所有信号最终一致有界性。最后通过仿真结果验证了所得理论的有效性。

关键词：输入受限;RBF 神经网络; Nussbaum 增益技术;滑模控制技术;鲁棒跟踪控制

基金资助：贵州理工学院 2021 年度学术新苗培养及创新探索项目( GZLGXM-07 )