摘要：針對(duì)輸入受限和控制方向未知的無人帆船航向控制問題,考慮系統(tǒng)模型存在動(dòng)態(tài)不確定和未知外界擾動(dòng)的情況,本文提出一種基于非仿射航向運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的最小參數(shù)自適應(yīng)遞歸滑模動(dòng)態(tài)面控制策略.該策略通過Taylor展開方法將非仿射模型轉(zhuǎn)化為具有線性結(jié)構(gòu)的仿射時(shí)變系統(tǒng),采用最小參數(shù)學(xué)習(xí)(minimal learning parameter,MLP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近無人帆船模型不確定部分,并利用雙曲正切函數(shù)處理控制輸入飽和現(xiàn)象,引入Nussbaum函數(shù)處理系統(tǒng)中未知控制方向問題,同時(shí)綜合考慮帆船艏搖角速度誤差和航向誤差之間關(guān)系設(shè)計(jì)遞歸滑模動(dòng)態(tài)面舵角控制律,并設(shè)計(jì)參數(shù)自適應(yīng)律對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差與復(fù)合干擾總和的界進(jìn)行估計(jì).選取李雅普諾夫函數(shù)證明了所設(shè)計(jì)控制器能夠保證航向閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)所有信號(hào)的一致最終有界性.最后,基于一艘12 m無人帆船進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明無人帆船航向控制響應(yīng)速度快,所設(shè)計(jì)的控制器能有效地處理模型不確定項(xiàng)和風(fēng)浪等外界擾動(dòng),具有較強(qiáng)的魯棒性.
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