一种基于非线性控制理论的无人艇轨迹跟踪控制装置及方法

摘要

本发明提供的是一种欠驱动无人艇自适应轨迹跟踪控制装置及控制方法。本装置包括参考路径生成器、状态传感器、微分变换器、参数估计器、虚拟控制器以及纵向推力与转艏力矩控制器。状态传感器(2)采集的无人艇实际位置和航向角以及参考路径生成器(1)产生的参考位置和参考航向角信息，通过微分变换器(5)得到新的状态变量，然后将新的状态变量及传感器(4)采集的速度和角速度信息，传递给参数估计器(8)和纵向推力及转艏力矩控制器(12)，通过计算得到控制指令去驱动执行机构，调整无人艇的纵向推力和转艏力矩。本发明能够实现在指定时间按指定速度到达指定位置。由于本发明考虑的无人艇是欠驱动的，可以减少系统的能源消耗和制造成本，减少系统的重量。

主权项

一种基于非线性控制理论的无人艇轨迹跟踪控制装置，包括参考路径生成器（1）、状态传感器（2）、微分变换器（5）、参数估计器（8）、虚拟控制器（9）、纵向推力及转艏力矩控制器（12），其特征是：所述参考路径生成器（1）和状态传感器（2）的输出依次经微分变换（5）、虚拟控制器（9）、参数估计器（8）和纵向推力及传感器（12）接输出口；所述纵向推力及转艏力矩控制器（12）的输出还连接至状态传感器（2），状态传感器（2）的输出还连接至虚拟控制器（9）；状态传感器（2）采集的无人艇实际位置和航向角以及参考路径生成器（1）产生的参考位置和参考航向角信息，通过微分变换器（5）得到新的状态变量，然后将新的状态变量及传感器采集的速度和角速度信息，传递给参数估计器（8）和纵向推力及转艏力矩控制器（12），通过解算得到控制指令去驱动执行机构，调整无人艇的纵向推力和转艏力矩。