科创中国
一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法
发布时间: 2023-09-14
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,智能交通技术
成果介绍
本发明涉及一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，所述方法包括：鉴于水面无人艇在海面航行会受到环境干扰和洋流变化的影响，在对水面无人艇进行三自由度建模时加入洋流变化和环境扰动，同时搭建干扰观测器对干扰进行观测和洋流自适应估计律对洋流进行估计，为了达到能量消耗小的目的，搭建状态误差端口受控哈密顿控制器，进而将干扰值和洋流估计值结合状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律，实现水面无人艇精准轨迹跟踪。
成果亮点
本发明的目的是提出一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，解决水面无人艇运动学和动力学建模困难、能量消耗巨大问题。
本发明为了解决上述问题采用以下技术方案：设计了一种水面无人艇轨迹跟踪控制方法，考虑洋流变化以及环境扰动对水面无人艇进行三自由度建模，进一步搭建干扰观测器对干扰进行观测和洋流自适应估计律对洋流进行估计，将干扰值和洋流估计值结合状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律，实现精准轨迹跟踪。具体包括以下步骤：
S1：
建立考虑洋流变化的带扰动水面无人艇三自由度的运动学和动力学方程；
S2：
构建状态误差端口受控哈密顿控制器；
S3：
搭建扰动观测器和洋流自适应估计律；
S4：
根据扰动观测器和洋流自适应估计律以及状态误差端口受控哈密顿控制器设计轨迹跟踪控制律；
S5：
设计李雅普诺夫函数，证明控制系统的稳定性；
S6：
对三自由度的水面无人艇进行仿真验证，验证算法的有效性。
团队介绍
此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发，承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”河北科技服务团 (河北省数字健康工程学会) 评价时间：2023-10-11
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