[发明专利]一种欠驱动船舶路径跟踪非线性控制方法

摘要

本发明提供一种欠驱动船舶路径跟踪非线性控制方法，所述方法至少包括：步骤1：获取所述目标路径在当前时刻的虚拟船位置信息(x_d,y_d)和方位角ψ_d信息；步骤2：计算所述实船与所述虚拟船的相对位置误差z_e；步骤3：计算所述虚拟船的目标位置指令导数、所述实船航向指令信号ψ_r及其一阶导数和二阶导数；步骤4：计算主机推力指令信号τ_u和艏摇控制力矩指令信号τ_r，判断目标跟踪误差是否为0，如果“是”则结束跟踪，如果“否”则更新状态进入步骤2。应用本发明实施例，通过前置滤波方法获取非光滑曲线路径转弯处的近似平滑航向角指令信号及导数，有效减小目标路径转弯处的航向和艏摇控制力矩抖振。

主权项

1.一种欠驱动船舶路径跟踪非线性控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：根据虚拟船产生目标路径的指令时间序列信号，获取所述目标路径在当前时刻的虚拟船位置信息(xd,yd)和方位角ψd信息；步骤2：根据测量到的实船的当前时刻位置信息(x,y)和航向角ψ信号，计算所述实船与所述虚拟船的相对位置误差z_e、所述实船的LOS航向角操作指令信号步骤3：根据所述虚拟船位置信息、所述方向角信息，以及所述相对位置误差和所述LOS航向角操作指令信号，计算所述虚拟船的目标位置指令导数、所述实船航向指令信号ψr及其一阶导数和二阶导数；步骤4：根据自适应反步法控制策略设计控制规律，计算主机推力指令信号τu和艏摇控制力矩指令信号τr，通过控制主机和操舵驱动实船跟踪虚拟船；步骤5：更新实船的位置测量信息，并判断目标跟踪误差是否为0，如果“是”则结束跟踪，如果“否”则更新状态进入步骤(2)。