基于模型预测控制的无人艇轨迹跟踪

为有效解决无人艇轨迹跟踪控制中系统模型不确定性和外部环境干扰的问题,基于非线性模型预测控制方法对无人艇轨迹进行跟踪控制研究。考虑模型参数的不确定性和风、浪、流外界环境的干扰,建立无人艇水动力运动模型,利用4阶龙格库塔法对非线性模型离散化解析,同时将系统控制量、控制增量和输出量作为约束条件通过数值计算进行优化求解。在模型不确定性和外界环境干扰条件下利用MATLAB进行无人艇轨迹跟踪控制试验并将无人艇仿真轨迹和期望航迹进行对比。试验结果表明:基于非线性模型预测控制方法能较好实现无人艇航迹符合期望航迹要求,同时较好实现抗干扰能力和控制稳定性。