基于非线性干扰观测器的船舶编队控制方法
2022-06-07董然孙创傅强李长江魏薇辛禄平
哈尔滨工程大学学报 2022年5期
董然, 孙创, 傅强, 李长江, 魏薇, 辛禄平
(1.北京石油化工学院 信息工程学院, 北京 102617; 2.宜昌测试技术研究所,湖北 宜昌 443003; 3.中国海洋大学 工程学院, 山东 青岛 266100; 4.中国石油大学(华东) 机电工程学院, 山东 青岛 266580)
随着人类对于海洋资源开发和利用的需求日益增加,单艘动力定位船舶已无法满足某些大型海洋工程项目的作业要求,例如大型海底油气设施安装和拆卸、大型海上结构物的拆解、海上大型无动力负载的拖曳操纵等任务,都需要多艘动力定位船编队来完成。因此,研究多动力定位船编队控制方法具有重要的工程实际意义。
船舶在海上会受到以风、浪、流为主的时变环境干扰,显著影响船舶动力定位精度。这类干扰往往持续不断,随机性强,精确测量很困难,因此,有效估计和补偿海洋环境干扰对多船编队控制十分必要。文献[1]利用自抗扰控制技术对未建模扰动因素进行估计和补偿;文献[2]提出一种基于自适应在线逼近技术和径向基神经网络的控制器,用神经网络来估计时变、不确定的海洋环境干扰;文献[3-4]使用自适应模糊控制方法来逼近未知环境干扰,解决模型不确定性;文献[5]通过滑模控制技术使外扰观测器的估计误差在有限时间内收敛至扰动的固定倍数范围内;文献[6-7]分别使用非线性扩展状态观测器和干扰观测器来估计未知时变环境扰动,且观测误差有界。
在非线性系统的控制设计中,除了要应对不确定环境干扰因素,通常还要关注系统动态响应品质。……
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