基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制

摘要

[目的]为了解决无人船由系统建模误差和参数摄动引起的混合不确定项、模型含非零非对角项和控制器输入饱和情况下的路径跟踪问题,[方法]提出基于速变视线导航法(LOS)的反步自适应无人船路径跟踪控制方法.首先引入坐标变换法,把系统模型转变为斜对角形式.把控制系统分为制导子系统和控制子系统,在制导子系统设计速变LOS算法,使纵向速度制导律与横向跟踪误差呈正相关,确保无人船能有效地朝着并保持在期望的路径上;在控制子系统设计反步自适应算法以补偿系统混合不确定项,同时引入辅助系统处理系统控制输入饱和问题.[结果]运用李雅普诺夫稳定性理论证明制导—控制闭环系统一致最终有界稳定.[结论]仿真结果验证了所提出方法的有效性和鲁棒性,对无人船反步自适应路径跟踪控制有一定的参考价值.