一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法技术

技术编号:41878551 阅读:27 留言:0更新日期:2024-07-02 00:31
本发明专利技术一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,包括以下步骤:根据全驱动水上无人船实际参数建立其动力学和运动学模型,设定无人船的期望轨迹、初始位置、初始速度;获取无人船当前的运行状态和轨迹包括位置、姿态及速度信息;将全驱动水上无人船的实际运行轨迹与期望运行轨迹进行比较,得到其轨迹跟踪的误差;通过位置追踪误差建立滑动变量和滑模控制律;通过均匀量化机制对控制信号进行量化,得到量化后的控制信号;基于量化后的控制信号,实现全驱动水上无人船按照期望的轨迹运行控制。通过本发明专利技术实施例预定义时间稳定性理论设计了新的控制器,为系统提供了更快的收敛速度,而且实现了系统沉降时间与系统的初始条件无关,取得更好的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人船控制,涉及一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法


技术介绍

1、无人船是一种无人操作,以遥控或自主方式在水面航行的智能化系统,具有体积小、速度高、成本低和无人员伤亡风险等优点,因此无人船在海洋监视、救援和军事任务等方面受到广泛关注。无人船的一个巨大的实际应用是自动跟踪时变轨迹。具体而言,跟踪技术的主要核心是在没有人为干预的情况下驱动船舶在时间相关的轨迹上巡航。然而,由于无人船的复杂动力学,参数变化和环境干扰,无人船的有效跟踪控制设计仍然是工程师和研究人员面临的挑战问题。

2、传统无人船控制包括有限时间控制以及固定时间控制,虽然保证了较快的收敛速度但有限时间控制系统信号收敛与信号的初始值有关,固定时间控制虽然信号收敛与初始值无关但存在建立时间高估和依赖于不可调参数的问题。

3、现有技术存在的主要缺点在于:传统无人船控制方式包括有限时间控制和固定时间控制,有限时间信号的收敛时间取决于信号的初值,固定时间控制会高估信号收敛的时间不能准确描述系统性能,并且固定时间控制的信号收敛时间通常受系统中某些不可直接调节的参数影本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征在于:所述通过位置追踪误差建立滑动变量的过程如下:

3.根据权利要求1所述的一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征在于:设计一个李雅普诺夫函数所述滑模控制律设计为:

4.根据权利要求1所述的一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征在于:所述通过均匀量化机制对控制信号进行量化,得到量化后的控制信号的过程如下:

5.一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制装置,其特征在于:包括:

【技术特征摘要】

1.一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征在于:所述通过位置追踪误差建立滑动变量的过程如下:

3.根据权利要求1所述的一种无人船预定义时间滑模轨迹跟踪控制方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:阎妍关德宇靳天宇侯彦青江涛赵颖于双和
申请(专利权)人:大连海事大学
类型:发明
国别省市:

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