| 智能船舶路径跟踪自抗扰模型预测控制 |
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| 作者姓名： | 余文曌 韩素敏 徐海祥 魏跃峰 |
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| 作者单位： | 1. 武汉理工大学船海与能源动力工程学院;2. 武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室;3. 中国船舶及海洋工程设计院喷水推进技术重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(52201373)；;湖北省自然科学基金资助项目(2022CFB794)；;海南省科技计划资助项目(2021CXLH0016)； |
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| 摘 要： | 针对智能船舶在航行过程中为抵抗多源时变环境干扰与模型不确定性的影响，常引起控制力发生突变，致使执行装置难以响应、船舶无法准确跟踪期望路径的问题，提出了一种自抗扰模型预测控制算法．该方法基于自抗扰控制思想，设计修改型扩张状态观测器(MESO)对系统的状态和总未知扰动进行估计，并基于估计值设计鲁棒补偿的模型预测控制算法(RC-MPC)．本文方法基于MESO，将复杂的船舶路径跟踪系统转化为含有干扰的线性仿射系统；同时，为避免鲁棒模型预测控制导致结果保守，设计了观测误差鲁棒补偿算法，提高了控制器的干扰抑制能力，增强了系统对模型失配的鲁棒性．结果证明了该自抗扰模型预测控制级联系统具有全局一致渐近稳定性，仿真实验验证了算法的有效性．
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| 关 键 词： | 智能船舶 自抗扰 模型预测控制 欠驱动船舶 路径跟踪 级联系统稳定性 鲁棒补偿 |
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