主管单位:中国船舶重工集团公司
主办单位:中国舰船研究院、中国船舶信息中心
地址:北京市朝阳区科荟路55号院
邮编:100101
电话:010-83027274
传真:
E-Mail:
刊号:ISSN ISSN:1672-7649
        CN CN:11-1885/U
国内发行代号:
国际发行代号:
发行范围:国内外公开发布
定价:50元/册
定价:600元/年

您所在位置:首页->过刊浏览->2017年39卷10期



基于逼近的动态面二阶滑模的船舶航向跟踪控制
Dynamic surface second order sliding mode control based on approximation for course-keeping control of ship
张凯, 李铁山, 赵蓉
点击:636次 下载:0次
DOI:
作者单位:大连海事大学 航海学院, 辽宁 大连 116026
中文关键字:船舶航向控制;动态面控制(DSC);二阶滑模控制;径向基神经网络;最少学习参数(MLP)
英文关键字:ship course control;dynamic surface control (DSC);second order sliding mode control;radial basis function neural network (RBENN);minimum learning parameter (MLP)
中文摘要:针对船舶航向非线性运动数学模型存在不确定性误差的情况下,提出一种新颖的动态面二阶滑模智能控制方法。首先采用动态面控制(DSC)技术,以消除传统Backstepping方法中存在的“计算爆炸”问题。为了削弱滑模控制中固有的抖振效应,提高系统的鲁棒性,引用了一种新颖的二阶滑模控制方法。然后直接利用径向基神经网络技术逼近模型误差,同时采用最少学习参数(MLP)技术,以减少控制器的计算负担,所设计的控制器可以保证闭环系统中所有信号一致最终有界,并使跟踪误差任意小,最后通过仿真验证所提算法的有效性。
英文摘要:In this paper, a novel dynamic surface second order sliding model control method is proposed for course-keeping control of ship in the presence of uncertain errors. The controller is constructed by " dynamic surface control" technique to solve the problems of " explosion of complexity" in the traditional Lyapunov stability theory. A novel second order sliding model control method is proposed in this paper, which is not only capable of strengthening robustness of the system, but also attenuating inherent chattering of classical sliding mode control method effectively. And then the radial basis function neural network approximation technique is used for approximating modeling errors, meanwhile the " minimum learning parameter" technique is used to reduce the computational burden of the algorithm. The controller guarantees that all the close-loop signals are uniform ultimate bounded (UUB) and that the tracking er-rors converge to a small neighborhood of the desired trajectory. Finally, simulation results are given to illustrate the effectiveness of the proposed algorithm.
2017,39(10): 66-69 收稿日期:2016-09-17
DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2017.10.012
分类号:V249.122
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51179019,61374114);辽宁省教育厅重点实验室基础项资助项目(LZ2015006);中央高校基本科研业务费资助项目(3132016313)
作者简介:张凯(1993-),男,硕士研究生,研究方向为船舶运动控制、水下机器人控制算法
参考文献:
[1] 王林, 陈楠, 高嵬. 基于Backstepping的船舶航向自适应滑模控制[J]. 船电技术, 2012, 32(4):16-18.
[2] DU Jia-lu, CHEN Guo. Nonlinear adaptive ship course tracking control based on backstepping and nussbaum gain[C]//IEEE Proceeding of Control Conference 2004, Boston, America. 2004:6-7.
[3] 卜仁祥, 刘正江, 李铁山. 迭代滑模增量反馈及在船舶航向控制中的应用[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2007, 28(3):268-272.
[4] GAO X R, HONG B G, XING S W, et al. Designed slide mode controller for ship autopilot with steering gear saturation[C]//14th International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing, 2014, Dalian, China. 2014:386-395.
[5] WU X, GAO S, ZHU Q D, et al. Design of ship course control system based on backstepping sliding mode[J]. Control Engineering of China, 2009, 16:52-55.
[6] LEVANT A. Sliding order and sliding ac-curacy in sliding mode control[J]. Interna-tional Journal of Control, 1993, 58(6):1247-1263.
[7] LEVANT A. Higher-order sliding modes differentiation and output-feedback control[J]. International Journal of Control, 2003, 76(9-10):924-941.
[8] 苗保彬, 李铁山, 罗伟林. 基于DSC和MLP的船舶航向跟踪控制[J]. 大连海事大学学报, 2015, 39(4):5-8.
读者评论

      读者ID: 密码:   
我要评论:
国内统一连续出版物号:CN:11-1885/U |国内发行代码: |国际标准出版物号:ISSN:1672-7649 |国际发行代码:
主管单位:中国船舶重工集团公司  主办单位:中国舰船研究院、中国船舶信息中心
版权所有©2019舰船科学技术》编辑部 京ICP备0000000号
本系统由北京菲斯特诺科技有限公司设计开发 技术支持
您是本站第1380836名访问者