一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法，所述方法至少包括：步骤1：建立目标虚拟船运动学模型，规划目标跟踪路径；步骤2：获取当前时刻的跟踪目标位置和方位角信息；步骤3：计算实船和虚拟船的相对位置误差、实船的LOS指令航向角及其导数；步骤4：获取带有漂角修正的航向角误差信号；步骤5：计算主机推进力矩控制规律和艏摇力矩控制规律，实现路径跟踪控制；步骤6：判断跟踪误差是否为0，如果“是”则结束跟踪，如果“否”则更新状态进入步骤2。

An adaptive path tracking control method for Underactuated Ships Based on drift angle correction

【技术实现步骤摘要】
一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法
本专利技术涉及船舶运动控制领域，特别是涉及一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法。技术背景欠驱动船舶的路径跟踪控制近十年来一直是船舶控制领域的热点，目前路径跟踪控制的制导方法主要是基于LineofSight(LOS)算法的目标虚拟船导引方法。假设目标轨迹是虚拟船的运动轨迹，通过控制主机推进力矩和操舵转向力矩使实船准确跟踪虚拟船即可实现欠驱动船舶的路径跟踪控制。基于确定性模型的控制方法对于确定性条件下的跟踪控制具有很好的效果，基于该类模型的路径跟踪控制方法均需要假设船舶动力学模型中的非线性水动力部分为已知的光滑函数且模型参数向量是维数已知的未知常数，通过估计未知常数和扰动上界的方法实现自适应跟踪控制。但是欠驱动船舶在恶劣海况中航行受外部随机海洋扰动作用，在考虑扰动不确定的同时还需要面对船舶动力学模型的未建模动态和参数不确定问题。因此，基于不确定非线性模型的欠驱动船舶路径跟踪控制更符合实际工况，欠驱动船舶的水平面3自由度非线性动力学模型如下：r>本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤1：建立目标虚拟船运动学模型，规划目标跟踪路径；/n步骤2：获取当前时刻的跟踪目标位置(x

【技术特征摘要】
1.一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：建立目标虚拟船运动学模型，规划目标跟踪路径；
步骤2：获取当前时刻的跟踪目标位置(xd,yd)和方位角ψd信息，进入跟踪控制状态；
步骤3：利用实船的当前时刻位置(x,y)和航向角ψ信息，计算实船和虚拟船的相对位置误差ze、实船的LOS指令航向角ψr及其导数；
步骤4：根据步骤2和步骤3采集指令航向角ψr，实船航向角ψ和漂角β信息并获取带有漂角修正的航向角误差信号ψe；
步骤5：基于Nussbaum增益方法和自适应反步法设计控制规律，计算主机推进力矩控制规律τu和艏摇力矩控制规律τr，通过控制主机和转舵装置驱动实船跟踪目标虚拟船，最终实现路径跟踪控制；
步骤6：更新实船的位置测量信息判断跟踪误差是否为0，如果“是”则结束跟踪，如果“否”则更新状态进入步骤2。


2.根据权利要求1所述的一种基于漂角修正的欠驱动船舶路径跟踪自适应控制方法，其特征在于：步骤1中所述的目标虚拟船运动学模型由如下公式表示：









其中：(xd,yd,ψd)为目标虚拟船的位置和航向角，(ud,vd,rd)为目标虚拟船的设定运动姿态且假设vd＝0。


3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志全，储瑞婷，顾伟，高迪驹，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31