船舶横摇系统的多稳态动力学及其控制

考虑一类非线性船舶横摇动力学模型,采用数值方法求解其运动微分方程,通过分岔图、相轨线图和吸引域揭示了系统的多稳态动力学。利用间歇控制方法,实现系统在不同的稳态之间切换。进一步考虑间歇控制力的强度,研究约束控制力对控制效果的影响。含约束的间歇控制方法,在限制了最大控制信号的情况下,先将当前系统的轨迹控制到一个暂态的轨迹上,再通过间歇控制进行不断的调整,使其最终稳定到期望周期解的轨迹上。数值研究结果表明,含约束的间歇性控制方法的整个控制过程相对平缓,同时又可以控制单次输入信号的强度大小,更适用于实际的多稳态动力系统。