船舶航向控制系统的反步滑模设计

吴限¹，高双²，朱齐丹³，徐光⁴，俞健¹

1. 中国船舶重工集团第七二六研究所2. 中国船舶重工集团第七〇四研究所3. 哈尔滨工程大学自动化学院4. 海装上海局

摘 要：针对一类具有不匹配不确定的单输入单输出非线性系统,运用反馈线性化理论改变系统状态向量将其线性化,并提出一种基于反步滑模的控制算法。根据反步递推设计的思想,在每步中采用了鲁棒的变结构控制来使虚拟系统稳定,无需在反步设计中采用自适应调节参数,减小了系统计算量,同时采用饱和函数解决了滑模控制的抖动问题。将其应用于船舶航向控制系统,通过对考虑喷水推进船舶喷口特性的航向控制系统的仿真应用,表明控制器对不匹配的模型摄动及海浪干扰变化不敏感、设计参数易于调节,系统能够实现对船舶航向的稳定控制。

关键词：不匹配不确定系统;反馈线性化;反步控制;滑模变结构控制;航向控制;