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| 基于非线性模型预测的欠驱动船舶轨迹跟踪控制研究 | |
| 引用本文： | 杜朋柱,张砚北,隆武强,朱晶宇.基于非线性模型预测的欠驱动船舶轨迹跟踪控制研究[J].大连理工大学学报,2023(5):494-500. |
| 作者姓名： | 杜朋柱 张砚北 隆武强 朱晶宇 |
| 作者单位： | 大连理工大学能源与动力学院 |
| 基金项目： | 国防基础科研计划资助项目(JCKY2020110)； |
| 摘 要： | 针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制系统具有非线性、大惯性、时滞、局部线性不可控等特点，结合扩展卡尔曼滤波器和序列二次规划算法，设计了基于非线性模型预测的船舶轨迹跟踪控制策略.首先，设计了具有一定复杂度的参考轨迹，用于测试船舶的各种工况及工况切换情况.其次，应用船舶欠驱动三自由度运动控制模型与所设计的参考轨迹建立了非线性约束优化问题的目标函数，采用序列二次规划算法进行优化求解，并在扩展卡尔曼滤波器中对测量函数的雅可比矩阵进行了预求解以减少算法计算量.最后，通过对一艘运输船进行仿真试验，验证了所设计轨迹跟踪控制器的有效性和实时性. |
| 关 键 词： | 船舶轨迹跟踪控制 非线性模型预测 欠驱动船舶运动控制模型 非线性约束优化 |