【技术实现步骤摘要】
基于干扰观测器和模糊系统的无人艇航迹跟踪控制方法
本专利技术属于无人艇的控制领域，具体来说是一种针对无人艇的模型不确定(建模误差和参数不确定)以及外干扰(海风、海浪、海流)的条件下，能够驱动无人艇跟踪目标航迹的控制方法，提高无人艇航迹跟踪的稳定性和鲁棒性。
技术介绍
由于无人艇在自动化和智能化方面具有不可替代的优势，近年来被广泛应用于军事和商业领域，例如海洋环境资源勘探，海上搜救等等。当无人艇在海上工作时，常常受到海风、海浪、海流等外界环境的干扰，因此有必要研究针对无人艇的外干扰进行估计和补偿，提高航迹跟踪控制性能。同时，无人艇在建模过程中，往往存在建模误差和模型参数的不确定，从而引起无人艇系统建模的不确定，影响无人艇的航迹跟踪控制效果。模糊系统不用数值而用语言式的模糊变量来描述系统，不依赖于被控对象的精确数学模型，能够简化系统设计的复杂性，特别适用于非线性、时变、滞后、模型不完全系统的控制。因此，结合模糊系统无限逼近的性能，模糊系统非常适合用于估计无人艇建模的模型不确定部分。然而，在现有的无人艇控制理论中，模糊系统...
【技术保护点】
1.基于干扰观测器和模糊系统的无人艇航迹跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步：建立无人艇非线性动力学模型；/n第二步：设计干扰观测器来观测海风、海浪、海流造成的外干扰；/n第三步：设计模糊逻辑系统来估计无人艇建模误差和参数不确定引起的模型不确定性；/n第四步：补偿外干扰和模型不确定，降低外干扰、模型不确定、系统非线性对于无人艇航迹跟踪控制的影响，驱动无人艇跟踪目标航迹；/n在第三步中，设计模糊逻辑系统，估计和补偿模型不确定性；/n
【技术特征摘要】
1.基于干扰观测器和模糊系统的无人艇航迹跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：建立无人艇非线性动力学模型；
第二步：设计干扰观测器来观测海风、海浪、海流造成的外干扰；
第三步：设计模糊逻辑系统来估计无人艇建模误差和参数不确定引起的模型不确定性；
第四步：补偿外干扰和模型不确定，降低外干扰、模型不确定、系统非线性对于无人艇航迹跟踪控制的影响，驱动无人艇跟踪目标航迹；
在第三步中，设计模糊逻辑系统，估计和补偿模型不确定性；
其中，表示模糊逻辑系统的估计值，代表模型不确定性的参数,代表模糊逻辑系统的输入，该输入包括无人艇的航迹、航速和加速度；ζ(ηm)表示模糊逻辑矩阵；
设计模糊逻辑系统的自适应律为：
其中，γ表示模糊逻辑系统的参数，s表示滑模面；
在第四步中，设计基于干扰观测器和模糊逻辑系统的无人艇航迹跟踪控制器
其中，τ表示无人艇的控制输入,R表示从惯性坐标系到艇体坐标系的旋转矩阵，ρ表示航迹跟踪误差有关的参数，表示模糊逻辑系统的估计值，表示干扰观测...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈正，张有功，唐建中，聂勇，朱世强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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