船舶航向自適應Backstepping控制器設計與仿真.pdf

1、船舶在海上航行過程中，受到外部環(huán)境風、浪、流等干擾的影響，導致船舶航向控制系統(tǒng)中存在明顯的不確定性。同時，船舶運動具有非線性的特點。因此，研究魯棒自適應性能好的非線性船舶航向控制器成為研究熱點。本文把海面上運動的船舶當作研究對象，采用Backstepping控制算法，對船舶航向控制進行了研究，主要完成了以下工作:
　　1.考慮到海況復雜多變，探討了環(huán)境擾動力（風、浪、流）的數(shù)學模型。從運動學和動力學的角度，對船舶運動的動態(tài)特性、船

2、舶水動力特性進行探討分析，建立了船舶運動數(shù)學模型。
　　2.針對帶有參數(shù)不確定的船舶航向非線性控制系統(tǒng)，基于反步法的設計理論，結合自適應控制算法，設計了船舶航向控制器。
　　3.同時考慮到系統(tǒng)中存在的飽和現(xiàn)象，并且考慮到非線性船舶航向控制中的船舶參數(shù)和擾動的不確定性，采用了一種基于輔助系統(tǒng)的算法，設計了相應的航向保持控制器。
　　4.在以上的基礎上，同時考慮干擾和系統(tǒng)的輸入飽和現(xiàn)象的存在，將非線性干擾觀測器(NDO)和