欠驱动水面船舶的非线性滑模轨迹跟踪控制

孟威，郭晨，孙富春，2，刘杨

(1.大连海事大学 信息科学技术学院，辽宁 大连 116026;2.清华大学 智能技术与系统国家重点实验室，北京 100084; 3.大连交通大学 电气学院，辽宁 大连 116028)

由于欠驱动水面船舶控制问题的理论价值和工程意义已成为相关学者关注的热点［1］;欠驱动水面船舶轨迹跟踪中给定的参考轨迹一般可以表示为时间的函数，即在指定时间到达指定位置［2］;欠驱动船舶的轨迹跟踪控制对参考模型要求很高，控制器的设计也很复杂，具有一定的挑战性;文献［3］基于Lyapunov直接法和无源方法，为欠驱动船舶跟踪控制提出了2种建设性的解决方法;Ghommam等［4］提出了一种统一的反步设计方法，能够解决镇定和跟踪控制问题，所设计的轨迹跟踪控制器对环境干扰具有一定的鲁棒性;文献［5］基于backtepping技术设计了一种自适应控制方法实现了常值干扰下的欠驱动船舶位置的动态跟踪.Do和他的团队在欠驱动船舶的轨迹跟踪方面也做了很多工作［6］.以上文献没有考虑欠驱动船舶的模型参数不确定性问题，而这又是实际应用中必然存在的问题.刘杨在文献［7］中针对存在模型不确定的欠驱动船舶轨迹跟踪控制问题，设计了一种自适应控制器.文献［8］设计了一种滑模控制器，并且通过船模试验进行验证.受以上文献的启发，针对模型中存在参数不确定和风、浪、流环境干扰的欠驱动船舶轨迹跟踪控制，提出了一种新型的非线性滑模控制律的设计方法.为解决船舶的欠……