[发明专利]基于模糊自适应观测器的欠驱动水面艇轨迹跟踪控制系统

权利要求书

1.基于模糊自适应观测器的欠驱动水面艇轨迹跟踪控制系统，其特征在于：包括传感器模块(6)、模糊自适应观测器(7)、导引系统(23)、轨迹跟踪误差生成器(24)、控制器(18)、推进系统(3)，

导引系统(23)根据已知惯性坐标系下期望轨迹的位置信号，经过坐标变换解算得到船体坐标系下期望速度及加速度信息，分别传送给轨迹跟踪误差生成器(24)和控制器(18)；

轨迹跟踪误差生成器(24)接收的模糊自适应观测器(7)输出的位置与艏向估计速度估计并与接收的期望速度及加速度信息对比得到轨迹跟踪各状态误差信息，传送给控制器(18)；

控制器(18)还接收模糊自适应观测器(7)输出的位置与艏向估计速度估计慢变扰动力估计和未知非线性项估计并且控制器(18)根据接收的信息解算出纵向推力和转艏力矩控制指令，传递给模糊自适应观测器(7)和推力系统(3)，推力系统(3)执行控制指令；

传感器模块(6)采集推力系统(3)执行控制指令后的水面艇的位置及航向信息y，输出给模糊自适应观测器(7)；

模糊自适应观测器(7)根据接收的纵向推力和转艏力矩控制指令，结合传感器模块输出的位置和航向信息y，得到位置与艏向估计速度估计慢变扰动力估计和未知非线性项估计分别传送给轨迹跟踪误差生成器(24)和控制器(18)。

2.根据权利要求1所述的基于模糊自适应观测器的欠驱动水面艇轨迹跟踪控制系统，其特征在于：所述的控制器(18)包括虚拟控制律模块(19)、轨迹跟踪滑膜控制模块(20)，

虚拟控制律模块(19)接收期望速度及加速度信息和轨迹跟踪各状态误差信息，得到虚拟纵向跟踪速度和虚拟横向跟踪速度，传送给轨迹跟踪滑膜控制模块(20)；

轨迹跟踪滑膜控制模块(20)根据接收到的虚拟纵向跟踪速度和虚拟横向跟踪速度、位置与艏向估计速度估计慢变扰动力估计和未知非线性项估计解算出纵向推力和转艏力矩控制指令，传送给推力系统。

3.根据权利要求1或2所述的基于模糊自适应观测器的欠驱动水面艇轨迹跟踪控制系统，其特征在于：所述的模糊自适应观测器(7)包括观测器模块(8)、模糊逻辑自适应模块(9)、观测器误差增益器(12)、类Riccat方程求解器(17)，

观测器误差增益器(12)接收水面艇的位置及航向信息y和观测器模块(8)输出的位置与艏向估计高频扰动估计得到观测器增益K分别传送给观测器模块(8)、类Riccat方程求解器(17)；

模糊逻辑自适应模块(9)接收水面艇的位置及航向信息y和观测器模块(8)输出的位置与艏向估计高频扰动估计得到未知非线性项估计传送给观测器模块(8)；

类Riccat方程求解器(17)解算出观测器的输入矩阵B，传送给观测器模块(8)；

观测器模块(8)根据接收的信息，解算出位置与艏向估计速度估计慢变扰动力估计和未知非线性项估计信息。