赵月林，门茂峰，孙 壮

(大连海事大学 航海学院，辽宁 大连 116026)

滑模变结构控制方法是由前苏联学者在20世纪提出，因滑模变结构控制设计过程简单，对系统干扰和参数摄动具有“完全自适应”性引起了科研界的高度重视[1]。船舶运动系统复杂，其数学模型的不准确易产生摄动，因此滑模变结构控制的“完全自适应性”能很好地解决数学建模中存在的问题，十分适合用来设计航向控制器。然而，滑模变结构控制算法的抖振问题十分严重[2]，该问题一直是国内外学者关注的难点。

笔者选用滑模变结构控制算法对船舶航行控制器进行了设计，提出了一种分段式双幂次趋近律来减弱滑模变结构控制的抖振问题。通过数学求解得出该分段式双幂次趋近律的收敛时间小于快速趋近律和双幂次趋近律。在实验验证中发现趋近律的参数选择很大程度上影响着系统抖振，固定参数很难使控制器达到最佳状态。因此笔者选用简单而又高效的RBF神经网络来在线估计参数，使得控制器参数时时刻刻保持在最佳状态，提高航向控制器效率。

1 趋近律特性分析

滑模变结构控制方法在控制器设计上具有独特的优势，但其抖振现象也给设计者带来了无限困扰。高为炳[3]在运用滑模方法设计控制器时，引入快速趋近律和双幂次趋近律在抖振的削弱方面具有良好效果，但是两者收敛时间不同。为此，笔者在用数学方法对两种趋近律的收敛时间进行求解并进行比较的基础上，提出了一种有效降低抖振、提高收敛速度的分段式双幂次趋近律。……