动力定位的分数阶双环自适应终端滑模控制

针对具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统,本文提出了一种基于分数阶双环自适应终端滑模控制算法.首先,设计了由外环滑模控制实现自动定位于期望位置和姿态,由内环滑模控制速度和角速度.然后,证明了闭环系统的稳定性,计算了滑模的收敛时间.其次,分别对外环控制和内环控制的指数趋近项系数,进行了理论分析.分别对外环滑模和内环滑模的抖振抑制,进行了理论分析.通过自适应控制律和切换函数的设计,实现系统对动力学数学模型参数不确定性和外加干扰的鲁棒性.结果表明,所设计的控制器的动态响应要稍快于传统控制,终端滑模和分数阶滑模,且超调量小,调节时间短.最后,仿真实验验证了所设计的控制策略可行且有效....

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in控制理论与应用 Vol. 36; no. 10; pp. 1745 - 1754
Main Authors 薛晗, 邵哲平, 潘家财, 张锋, 钟纪锋
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 集美大学航海学院,福建厦门,361021 01.10.2019
Subjects
动力定位
双环控制
分数阶
滑模控制
自适应控制系统
Online AccessGet full text
ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2019.80419

Cover

More Information
Summary:针对具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统,本文提出了一种基于分数阶双环自适应终端滑模控制算法.首先,设计了由外环滑模控制实现自动定位于期望位置和姿态,由内环滑模控制速度和角速度.然后,证明了闭环系统的稳定性,计算了滑模的收敛时间.其次,分别对外环控制和内环控制的指数趋近项系数,进行了理论分析.分别对外环滑模和内环滑模的抖振抑制,进行了理论分析.通过自适应控制律和切换函数的设计,实现系统对动力学数学模型参数不确定性和外加干扰的鲁棒性.结果表明,所设计的控制器的动态响应要稍快于传统控制,终端滑模和分数阶滑模,且超调量小,调节时间短.最后,仿真实验验证了所设计的控制策略可行且有效.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2019.80419