非线性船舶动力定位系统反步控制器设计

摘要

针对船舶动力定位系统中数学模型具有耦合、非线性、不稳定等特点,设计了一种基于反步法的非线性输出反馈控制器.首先,采用反步法原理引进位置误差和速度误差并定义了两个子系统的虚拟控制状态向量,结合供给船舶模型建立的非线性数学模型,提出了船舶非线性动力定位系统的控制算法,设计了输出反馈控制器.然后,通过李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论验证了所设计的控制器具有全局渐近稳定性.最后,针对定位性能和轨迹跟踪性能做了仿真分析,验证了该控制方法的有效性.