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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶运动控制领域,特别是涉及一种用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法。
技术介绍
1、在现有技术中,欠驱动船舶轨迹跟踪是一项重要的任务,特别是在海洋导航、救援行动、港口操作等科学研究领域。传统的控制方法对参数变化、外部扰动敏感,和船舶运动呈现出大惯性、长时滞、非线性等特点,导致轨迹跟踪控制困难。
2、在过去的几十年中,研究人员和工程师一直在探索各种控制方法来解决这些挑战。其中,滑模控制是一种广泛研究的方法,其目标是通过引入一个滑模面,将系统的状态引导到所期望的轨迹上,从而实现良好的轨迹跟踪。然而,传统的滑模控制方法通常会引入抖振、奇异性等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,包括:
3、对欠驱动船舶进行建模,获得三自由度船舶数学模型;
4、对所述三自由度船舶数学模型进行虚拟控制率设计,获得期望速度;
5、构造非奇异快速终端滑模面,基于所述期望速度对所述非奇异快速终端滑模面进行控制。
6、所述获得三自由度船舶数学模型的过程包括:
7、基于欠驱动船舶的纵荡、横荡和艏摇三自由度运动建立欠驱动船舶惯性坐标系和随船坐标系;
8、基于所述欠驱动船舶惯性坐标系和随船坐标系构建所述三自由度船舶数学模型。
...【技术保护点】
1.一种用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述获得三自由度船舶数学模型的过程包括:
3.根据权利要求2所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述三自由度船舶数学模型的表达式为:
4.根据权利要求1所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述进行虚拟控制率设计的过程包括:
5.根据权利要求4所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述纵向虚拟控制律和横向虚拟控制律的表达式为:
6.根据权利要求4所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,进行虚拟控制率设计的过程还包括:构造李雅普诺夫函数,对所述李雅普诺夫函数进行求导,基于求导结果对所述虚拟控制率进行稳定性验证。
7.根据权利要求1所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述构造非奇异快速终端滑模面的表达式为:
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...【技术特征摘要】
1.一种用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述获得三自由度船舶数学模型的过程包括:
3.根据权利要求2所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述三自由度船舶数学模型的表达式为:
4.根据权利要求1所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述进行虚拟控制率设计的过程包括:
5.根据权利要求4所述的用于船舶轨迹跟踪的非奇异快速终端滑模控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑敏杰,苏钰涞,李定原,陈前强,王浦,陈国权,邹喆,甘婷,
申请(专利权)人:集美大学,
类型:发明
国别省市:
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