基于视线制导和PID控制的欠驱动船舶首摇抑制策略研究

大型船舶过弯时,若首摇方向与期望航向相反,由于首摇惯性会使船舶失控。对此,提出一种欠驱动船舶的首摇抑制策略,首先建立船舶水平面三自由度模型,利用视线制导将欠驱动船舶的路径跟踪问题转化为航向控制问题,通过在PID控制中添加首摇抑制项,设计基于视线制导和PID控制的首摇抑制器。仿真结果表明,提出的策略同时适用于直线和曲线航段,能有效减小过弯时船舶的最大垂向误差(49.8%)、平均垂向误差(56.2%)、最大航向角误差(43.6%)和平均航向角误差(42.9%),提高路径跟踪精度,可降低首摇角速度和舵角的变化幅度,具有一定的应用价值。