马超，张显库，杨光平

大连海事大学航海动态仿真与控制实验室，辽宁大连116026

0 引 言

在海上航行的船舶为尽快到达目的港，降低航行途中的燃料消耗，最为理想的航行方式就是沿着计划航线航行。但因风、浪、流等的影响，一般船舶很难沿计划好的航线航行。因此，设计具有强鲁棒性的控制器以克服外部扰动，对于保证船舶沿设定的航线航行十分必要。

针对这一问题，众多学者提出了很多先进的控制算法。其中，反步递推算法是解决非线性控制问题的一种典型方法，也是近几年船舶运动非线性控制领域的研究热点［1］，在该研究中，出现了许多采用混合方法增加其适应性或鲁棒性的研究成果。例如，张显库等［2］将反步递推算法与鲁棒控制算法相结合，使得算法的鲁棒性得以提高，在将上述算法应用到船舶航向保持控制中后，取得了较好的仿真结果。在使用反步递推算法设计非线性控制器时，一般分为两步或是多步。如果被控对象复杂，最后的非线性控制器未定参数多，则设计过程复杂，用常规的反步递推方法设计出的非线性控制率一般都对消了系统的非线性项［3-4］。董文瀚等［5］提出了一种直接模型，其通过参考反步递推自适应控制系统结构，克服了传统自适应律引入规范化信号后使系统过渡过程品质下降的缺点［6］。张显库［7］在使用反步递推方法设计船舶航向保持控制器的问题上做出了贡献。随后，张显库［8］通过构造简单的Lyapunov函数，将非线性控制器的设计过程由两步简化为了一步，并且设计出的非线性控制律保留了系统的非线性项，但其仿真实验仅用简单的白噪声模拟了风浪的影响。……