李阁强，赵文奎*，毛 波，董振乐，李东林

(1.河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳 471003；2.山东万通液压股份有限公司，山东 日照 262313)

船舶舵机可以实现船舶航向控制和减摇功能，因转叶舵机具有体积小、成本低、兼容性强等优点，一经提出迅速成为研究的热点[1–4]。但转叶舵机结构存在饱和非线性的缺陷，且有水动力负载干扰，舵叶转动呈现出明显的时滞、位置精度不高等问题。

针对上述问题，国内外学者尝试了诸多方法[5–8]。通过设置控制器限制转舵角度、角速度使舵机工作在非饱和线性区，以牺牲操作区间保证系统的平稳性[9]，来解决舵机的饱和非线性问题。对于转舵系统的时滞、位置精度不高，解决办法主要分为两大类。其一，是机械反馈控制的办法；其二，是控制器补偿的方法。例如：苏文海等[10–11]基于蚁群算法和退火理论，提出一种具有不完全微分的PD控制器设计方法，基于反馈理论设计出一种带有负载力矩观测补偿器的鲁棒控制器，小角度操舵时，可有效抑制负载力矩等干扰；Liang[12]、张宇[13]、周柳明[14]等根据首摇和横摇对舵的分频响应特性，基于控制理论设计首摇和横摇控制器，在相应的频带内具有指定的性能，系统鲁棒性满足要求；此外，刘志全等[15]基于航速保持的思想设计舵减摇控制器，张文颖等[16]基于模糊T–S模型提出模糊观测器设计方案，刘胜等[17]设计了µ–鲁棒控制器用于舵减摇控制。总结已有研究，由于外负载多变且与舵机转角构成强力位耦合关系，这种方法不能从根源上彻底消除偏差，且补偿效果受限于结构，舵机性能仍有较大提升空间。……