赵志平，张强

1舟山引航站，浙江舟山316000

2山东交通学院航海学院，山东威海264209

0 引 言

船舶作为有效、经济、环保的运输方式，是国际贸易和国民经济的重要支撑［1］。目前，船舶正向大型化、自动化、智能化的方向发展，而船舶运动控制是实现船舶智能航行的关键技术，将直接影响船舶海上航行的安全性、经济性和舒适性。如何精准、快速地调整船舶航向，已成为船舶运动控制领域的研究热点［1-2］。

航行于海上的船舶将不可避免地遭受风、浪、流等环境因素的作用，以及船体本身的大惯性、大时滞、非线性等的影响，这使得船舶参数具有不确定和摄动的特点，因此精准控制船舶航向跟踪的技术难度较大。随着智能无人商船技术的发展，普遍应用于海洋船舶的航向保持控制技术也需要进一步延伸到港内操纵领域。目前，在上、下引航员时，船舶需要在某一航向下保持姿态稳定［3］；船舶靠泊时，需要不断调整靠泊角度，这对航向跟踪控制提出了精准化和多模态化的要求。为解决上述问题，PID［3-4］、滑模［5-6］、非线性反馈［7］、自适应Backstepping［8-9］、自适应神经网络/模糊［10-12］等控制策略得以应用于船舶领域。值得注意的是，文献［8-12］所提出的控制方法虽然不需要精确的计算模型，但其固有的复杂性将为工程应用带来一定的困难。相比而言，PID的控制结构简单，不依赖于精确的模型，且调节参数较少，但传统PID对外界时变环境扰动的鲁棒性较差，难以体现PID控制的优势。为此，研究人员相继提出了多种PID控制策略，例如迭代滑模变结构PID［13］和积分补偿PID［14］，这2种算法都可以提高航向控制性能，但无法抵抗时变扰动的影响。……