华南理工大学学报(自然科学版)

作者：徐海祥, 李超逸, 余文曌, 等

单位：1.武汉理工大学 高性能船舶技术教育部重点实验室，湖北 武汉 430063；2.武汉理工大学 交通学院，湖北 武汉 430063；3.中国船舶及海洋工程设计研究院 喷水推进技术重点实验室，上海 200011

关键词：船舶循迹,扩张状态观测器,模型预测控制,非线性分离式原理,自抗扰控制

基金：国家自然科学基金资助项目（51879210,51979210）

欠驱动船舶循迹过程中受到时变多源干扰的影响，同时在航行转艏处易产生控制力突变现象。针对上述两方面的问题，文中将扩张状态观测器(ESO)与模型预测控制(MPC)相结合，提出了一种最优循迹控制方法。首先，设计了扩张状态观测器对时变多源干扰进行补偿并提供低频控制输入；其次，以优化船舶航行控制力为目标，设计了一种非线性MPC控制器；最后，基于非线性分离式原理证明了ESO-MPC级联控制器的稳定性。并通过与自抗扰控制方法(ADRC)及MPC控制方法进行仿真对比，验证了该控制方法的有效性。

来源：2021年第12期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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