纵向速度和艏向角受限的水面艇有限时间协同路径跟踪

李莉莉¹，董凯¹，郭戈^1,2

1. 大连海事大学船舶电气工程学院2. 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室

摘 要：研究多个欠驱动水面艇在纵向速度和艏向角受限情况下的协同有限时间直线路径跟踪问题.针对水面艇在位置和速度方向上受到的干扰,考虑欠驱动水面艇同时受到匹配和不匹配扰动的情况,通过在控制方案中引入积分视线制导律和有限时间观测器来估计并补偿两类扰动.设计非对称障碍Lyapunov函数来保证欠驱动水面艇在航行过程中不违反约束条件,之后通过加入一个功率积分器构造有限时间控制器,确保系统误差能在有限时间内收敛到零.最后,通过Simulink仿真结果进一步表明所设计控制器的有效性.

关键词：直线路径跟踪;积分视线制导律;有限时间干扰观测器;障碍Lyapunov;有限时间收敛;