[发明专利]一种基于符号函数的动力定位固定时间控制方法

权利要求书

1.一种基于符号函数的动力定位固定时间控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集动力定位船的位姿信息；

基于所述动力定位船的位姿信息的运动学和动力学特性，建立动力定位船的运动学模型和动力定位船的动力学模型；

根据所述运动学模型和所述动力学模型，建立二阶仿射数学模型；

设置基于向量方向的符号函数；

根据所述基于向量方向的符号函数设计时间同步稳定滑模面；

针对滑模面的触发条件，实现滑模面切换设计，保证非奇异现象的出现；

基于所述二阶仿射数学模型，根据所述滑模面，设计各状态量随时间同步收敛的固定时间控制器。

2.根据权利要求1所述的基于符号函数的动力定位固定时间控制方法，其特征在于：

所述运动学模型为：

所述动力学模型为：

其中：R(η(t))表示坐标系变换矩阵，η＝[x,y,ψ]^T表示动力定位船的位置和艏向角；υ＝[u,v,r]^T表示动力定位船速度和角速度；M₀表示动力定位船质量和转动惯量；C₀(ν)表示科里奥利向心力矩阵，D₀(ν)表示阻尼系数矩阵；τ表示控制力与控制力矩；

所述二阶仿射数学模型为：

其中，

式中，

M(η(t))＝R(η(t))M₀R^-1(η(t))。

3.根据权利要求2所述的基于符号函数的动力定位固定时间控制方法，其特征在于：所述基于向量方向的符号函数为：

其中，为任意n维向量，0_n为n维零向量；

所述时间同步稳定滑模面为s，

其中，和k₁＞0,k₂＞0,为滑模面参数。

4.根据权利要求3所述的基于符号函数的动力定位固定时间控制方法，其特征在于：所述固定时间控制器为：

其中，控制器增益α₂,β₂为正常数，幂指数

式中，