欠驱动船舶自适应迭代滑模轨迹跟踪控制-交通运输工程学报.PDF

第 卷 第 期 交 通 运 输 工 程 学 报 年 月 文章编号 欠驱动船舶自适应迭代滑模轨迹跟踪控制 沈智鹏代昌盛张 宁 大连海事大学 船舶电气工程学院辽宁 大连 摘 要针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制问题考虑系统存在未知参数和外界扰动提出了一种带强 化学习的神经网络自适应迭代滑模控制方法利用轨迹跟踪的横向和纵向误差信息构造非线性迭 代滑模面分别设计了船舶柴油机转速和舵角的神经网络迭代滑模控制器根据船舶柴油机转速和 舵角的实时测量值计算了反映控制量抖振状态的强化学习信号在线优化了神经网络的结构和参 数以抑制控制量的抖振进一步增强控制系统的自适应性建立了 集装箱船舶数学模 型分别对圆轨迹和正弦轨迹进行了跟踪控制仿真结果表明在风浪扰动下圆轨迹跟踪时与迭 代滑模控制策略相比采用提出的控制策略 左右能跟踪上目标轨迹速度提高约 倍最大 跟踪偏航距离为 误差减小约 控制舵角在 后基本平稳波动幅值约为 舵角和 柴油机转速的抖振变化幅值均减小了以上柴油机转速控制参数和舵角控制参数分别在 和 之间实现了自适应调节在正弦轨迹跟踪时与模糊迭代滑模控制策略相比采用 提出的控制策略纵向跟踪平均误差小于 减小了 以上舵角抖振量平均幅值小于 减 小了 以上柴油机转速控制参数和舵角控制参数分别在 和 之间实现了自 适应调节 关键词欠驱动船舶轨迹跟踪柴油机转速船舶舵角自适应迭代滑模神经网络强化学习 中图分类号 文献标志码