控制与决策

作者：韦俊宝,张建强,随博文,董海迪,刘忠,童继进,张媛媛

单位：海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,,海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,,海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,,海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,,海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,,海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,,海军工程大学 兵器工程学院，武汉 430000,

关键词：自主水面船;轨迹跟踪;误差模型;导引向量场;轨迹误差模型;导引律设计

基金：国家自然科学基金项目(62101579).

针对自主水面船轨迹跟踪的导引问题, 提出一种基于新型导引向量场的轨迹跟踪导引方法. 首先, 为了简化导引律的设计, 以轨迹点为原点构建Serret-Frenet坐标系, 并在该坐标系下基于自主水面船运动模型构建轨迹误差模型; 然后, 考虑到相对位置对于自主水面船轨迹跟踪性能具有较大影响, 设计一种新型的导引向量场, 该向量场利用分段函数为自主水面船在与轨迹点不同相对位置情况下提供相应的导引律, 在保证相对稳定的艏向和速度的基础上实现高效精确的轨迹跟踪, 此外, 所提供的艏向角指令函数为光滑曲线, 用以提高实际中指令的可执行性; 其次, 依据该向量场设计艏向和速度的导引律, 基于Lyapunov稳定性理论证明系统的跟踪误差最终一致有界; 最后, 通过仿真验证所提出方法的有效性.

来源：2025年第6期

《控制与决策》期刊编辑部

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