控制与决策

作者：王全胜,刘志全,高妍南

单位：上海海事大学 航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室，上海 201306,,上海海事大学 航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室，上海 201306,,广东海洋大学 电子与信息工程学院，广东 湛江 524088,

关键词：自适应视线制导;有限时间扩张状态观测器;鲁棒模型预测;横摇约束

基金：国家自然科学基金项目(52171313, 52001197)；湛江市海洋青年人才创新项目(2021E05002).

基于自适应视线制导方法(ALOS)、有限时间扩张状态观测器(FTESO)和鲁棒模型预测控制(RMPC)提出一种基于横摇约束的船舶路径跟踪控制方法. ALOS通过路径点自动更新可接受半径, 获得更灵活的机动性; FTESO用于船舶运动状态和外部干扰的估计, RMPC控制器设计中将输入约束、横摇约束和无限时域性能指标纳入优化目标, 转化为线性矩阵不等式凸优化, 进行多目标协同控制. 根据Lyapunov稳定性理论和齐次理论, 确保系统的闭环稳定性及有限时间内的收敛性. 仿真结果表明, 虽然经过极限角度时所提方法路径跟踪超调量略大, 但所提方法减摇率为83.40 %, 与视线制导$+$模型预测控制(LOS $+$ MPC)方法相比减摇率可提升51.28 %, 验证了所提控制方法的有效性和鲁棒性, 可为欠驱动船舶舵减摇控制设计提供参考.

来源：2025年第4期

《控制与决策》期刊编辑部

查看控制与决策杂志2025年第4期