船载稳定平台的鲁棒自适应神经网络控制

针对船载稳定平台的平稳控制问题,考虑到稳定平台存在未建模动态等不确定性以及未知时变环境扰动,将自适应技术、径向基神经网络技术与矢量逆推的方法相结合,提出一种鲁棒自适应神经网络的稳定平台控制方案。采用矢量逆推的方法,设计稳定平台的平稳控制律;运用径向基神经网络技术对稳定平台系统的未建模动态等不确定性进行估计及补偿;利用自适应技术在线估计径向基神经网络相关参数及环境扰动的上界;并引入最少学习参数方法降低控制方案的计算负载。通过Lyapunov理论证明稳定平台闭环控制系统的所有变量的一致最终有界性。最后,基于稳定平台的仿真结果验证了所提出的鲁棒自适应神经网络控制方案的有效性。

基于动态面控制的船舶动力定位控制律设计

针对水面船舶动力定位控制问题,考虑带有未知界的时变环境扰动,将动态面控制技术与矢量逆推方法相结合,设计了船舶动力定位系统的自适应鲁棒非线性控制律。引入动态面控制技术,利用一阶滤波器的微分项代替虚拟控制矢量的微分项,使得在控制律设计过程中的微分运算被简单的代数运算所替代,简化了计算,易于工程实现。为阻止自适应参数漂移,采用包含基于σ-修正泄漏项的自适应律估计未知扰动的界。应用Lyapunov函数证明了所设计的控制律能迫使船舶的位置和艏向角达到并保持在期望值,保证船舶动力定位闭环系统中所有信号最终一致有界。仿真结果表明:在水平面上,当船舶初始位置偏离期望位置25m时,利用设计的控制律能迫使船舶在50s内达到期望的目标位置,因此,所设计的控制律是有效的。

航行补给中的补给船鲁棒同步控制

针对航行补给作业的补给船同步航行控制问题,考虑了补给船动态不确定性和未知时变环境扰动,将扰动观测器和矢量逆推方法相结合,设计了补给船鲁棒同步航行控制律.在被补给船的某一舷外引入与其航迹距离相对固定的虚拟航迹,构造扰动观测器,估计由船舶动态不确定性和时变扰动构成的复合扰动;采用矢量逆推方法,设计补给船鲁棒同步航行控制律,使补给船能够以任意小的误差跟踪虚拟航迹,从而实现补给船与被补给船的同步航行,并保证补给船航迹闭环控制系统中所有信号全局一致最终有界.基于一艘补给船的仿真研究结果及比较验证了所提出的补给船同步航行控制律的有效性和低保守性.