公开(公告)号：CN111580523A

公开(公告)日：2020-08-25

申请号：CN202010427071.5

申请日：2020-05-19

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 徐玉杰 ,  付明玉 ,  吴松 ,  孙硕 ,  王豫洛

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明属于无人艇路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于侧滑角补偿的无人艇路径跟踪自抗扰控制方法。本发明设计的ELOS导引算法采用侧滑角观测器对时变未知侧滑角进行估计和补偿，避免了传统导引算法在侧滑角未知条件下存在路径跟踪误差较大的问题，减少了无人艇上测量装置的数量，经济实用，提高了系统的冗余性。本发明设计的艏向及纵向速度动态面自抗扰控制器能够使无人艇跟踪期望路径时有较快的误差收敛速度和较高的跟踪精度；设计的跟踪微分器对艏向角和纵向速度的期望值有较快的跟踪速度；采用的线性扩张状态观测器能够很好地估计纵向风力和转艏风力矩；采用动态面控制避免了反步法存在的“微分爆炸”问题。

公开(公告)号：CN111580523B

公开(公告)日：2022-09-27

申请号：CN202010427071.5

申请日：2020-05-19

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 徐玉杰 ,  付明玉 ,  吴松 ,  孙硕 ,  王豫洛

IPC: G05D1/02

Abstract: 本发明属于无人艇路径跟踪控制技术领域，具体涉及一种基于侧滑角补偿的无人艇路径跟踪自抗扰控制方法。本发明设计的ELOS导引算法采用侧滑角观测器对时变未知侧滑角进行估计和补偿，避免了传统导引算法在侧滑角未知条件下存在路径跟踪误差较大的问题，减少了无人艇上测量装置的数量，经济实用，提高了系统的冗余性。本发明设计的艏向及纵向速度动态面自抗扰控制器能够使无人艇跟踪期望路径时有较快的误差收敛速度和较高的跟踪精度；设计的跟踪微分器对艏向角和纵向速度的期望值有较快的跟踪速度；采用的线性扩张状态观测器能够很好地估计纵向风力和转艏风力矩；采用动态面控制避免了反步法存在的“微分爆炸”问题。

公开(公告)号：CN110618611A

公开(公告)日：2019-12-27

申请号：CN201911011364.9

申请日：2019-10-23

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 徐玉杰 ,  付明玉 ,  王豫洛 ,  尚文飞

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供的是一种基于回转率约束的无人艇轨迹跟踪安全控制方法。首先，考虑外界环境中存在的未知干扰，设计无人艇轨迹跟踪控制器，通过引入干扰观测器对外界时变干扰进行估计，然后在控制器中加入干扰观测器对外界干扰的估计值来抵消外界环境干扰，防止外界干扰过大时导致无人艇转艏角速度过大，从而影响无人艇的安全航行；其次，通过引入指令滤波器来获得期望艏向的一阶近似导数，既避免了对期望艏向的复杂求导，又可以限制期望艏向的幅值，为下文障碍李雅普诺夫的设计做准备；最后，通过引入障碍李雅普诺夫函数限制转艏角速度误差，从而间接限制无人艇的转艏角速度在一定的安全范围之内，保证无人艇安全航行。