一种基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制系统，包括上位机控制系统以及下位机运动控制系统，下位机运动控制系统利用自抗扰控制器进行水面无人艇的运动控制，在自抗扰控制器的扩张状态观测器中利用kead函数作为非线性函数，同时在扩张状态观测器后连接滤波函数，利用滑动平均低通滤波的方式消除所述扩张状态观测器生成的干扰观测值的抖振，最后利用灰狼优化算法优化自抗扰控制器的参数，提升控制系统的综合控制性能和稳定性。提升控制系统的综合控制性能和稳定性。提升控制系统的综合控制性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制系统


[0001]本专利技术涉及一种水面无人艇的自抗扰控制系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着无人驾驶技术的兴起和发展，无人艇(unmanned surface vehicle，USV)作为一种小型化、智能化、多用途无人海洋运载平台，获得了学者们的广泛关注，其中目标跟踪技术在军事和民用领域具有重要的应用价值。无人艇的运动控制面临着非线性、模型不确定性、欠驱动和强外部扰动等研究难点，给无人艇有效可靠的目标跟踪控制带来了挑战。Ankit Sharma等人利用ADRC(自抗扰)技术设计了船舶航向保持控制率，仿真结果显示了所设计船舶航向保持控制律对测量噪声的抑制能力，对船舶操纵数学模型参数不确定以及未知时变环境扰动的鲁棒性。此外，ADRC技术虽然己被应用于船舶航向控制律设计，但是控制律设计参数整定较为复杂。因此提升控制系统自抗扰能力，简化、稳定控制系统仍是研究无人艇路径跟踪的重要组成。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种稳定性强、控制性能好的自抗扰控制方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制系统，其特征在于，包括上位机控制系统以及下位机运动控制系统，所述下位机运动控制系统利用自抗扰控制器进行水面无人艇的运动控制，所述自抗扰控制器的扩张状态观测器中利用kead函数作为非线性函数，kead函数的公式为：其中σ为可调参数，k为临界误差，σ＞0，k＞0，x为观测值。2.根据权利要求1所述的基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制系统，其特征在于，所述扩张状态观测器后连接滤波函数，所述滤波函数利用滑动平均低通滤波的方式消除所述扩张状态观测器生成的干扰观测值的抖振。3.根据权利要求2所述的基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制系统，其特征在于，所述滤波函数的公式为：其中u为干扰补偿量，N为采样深度；i为求和计算过程中起索引作用的变量，i＝u，r；u是纵向线速度，r是艏向线速度，0＜ρ
i
＜1，并且a
i
＞0,k
i
为任意常数，s
i
为各...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓强，赵源，丁建军，许赫威，郑宇航，曾庆军，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：