水面机器人主动增强LPV航向保持控制

来源：信息与控制杂志2018年第3期北京时间：

作者：熊俊峰, 何玉庆, 韩建达

摘要：针对水面机器人（USV，unmanned surface vehicle）水动力学具有强非线性，并且容易受到风、浪与水流干扰的问题，提出一种主动增强LPV（linear parameter varying）建模与航向保持控制方法.LPV模型采用USV的速度作为线性变参，用来简化系统参数辨识与控制器设计.在LPV模型的基础上，将风、浪与水流等干扰看成是未建模误差，采用UKF在线估计，用来提高建模精度.然后，针对LPV模型采用线性矩阵不等式设计航向保持名义控制器，并在此基础上设计前馈控制器对未建模误差进行在线补偿.仿真结果表明，该方法可以有效减弱风、浪与水流等未建模误差对系统控制的影响.

关键词：水面机器人, 主动建模, 线性变参数(LPV), 无损卡尔曼滤波(UKF), 前馈控制