施文煜，姚怡芝，姚望

（上海船舶研究设计院，上海 201203）

0 前言

随着海上贸易需求的增加，海洋运输蓬勃发展，海运作为对外贸易增长及发展的推动者，对我国建设海洋强国有着极其重要的作用，在国家发展建设及人民日常生活中都有着极其重要的影响。 大型散货船作为代表性船型，在国际航运市场占比逐年递增。 在众多类型的船舶中，按照控制输入向量空间维数是否与船舶广义坐标向量空间维数相等，即船舶的独立控制输入量是否等于被控制自由度的数量，可分为全驱动船舶和欠驱动船舶，大多数船舶为考虑经济性设计为欠驱动形式，同时，在复杂海况下执行机构发生损坏时，全驱动船舶也将成为欠驱动系统，产生相应的控制问题。 因此，开展欠驱动船舶控制研究有助于提高整个船舶系统的鲁棒性和稳定性，对船舶精确航行有着十分重要的现实工程意义。

从非线性、欠驱动、船舶模型参数易控制三个方面对船舶轨迹跟踪控制策略进行研究。 目前，常用的轨迹跟踪控制策略有PID 控制、 反步控制、模糊控制、神经网络控制和滑模控制等。 文献［1］对于前驱动无人船轨迹跟踪问题，采用反步控制思想对控制律进行设计，并对所设计控制律与PID 控制方法进行比较，表明基于反步法设计的控制器具有更好的跟踪性能。 文献［2］设计了一种带干扰观测器的反步控制器对存在未知外界干扰的轨迹跟踪问题进行研究，在解决传统反步策略微分爆炸问题的同时增强了系统的抗干扰能力，加快了误差收敛速度。……