[发明专利]一种考虑船间事件触发通信的多船分布式容错控制方法

权利要求书

1.一种考虑船间事件触发通信的多船分布式容错控制方法，其特征在于，包括，

S1：构建欠驱动船舶数学模型和驱动器故障模型，根据欠驱动无人船数学模型和驱动器故障模型创建N艘无人船，由N艘无人船构成船舶编队，构建虚拟船舶数学模型，根据虚拟船舶数学模型创建一艘虚拟船；

S2：设计船间事件触发通信机制，用于更新每艘无人船的所有邻居船的状态信息，所述状态信息包括无人船的横坐标、纵坐标、艏向角；

S3：根据无人船和虚拟船的状态信息设计局部同步误差，根据局部同步误差设计分布式虚拟控制器和第一自适应律，分布式虚拟控制器和第一自适应律用于调整无人船的横、纵坐标位置误差和艏向角误差；

S4：利用径向基神经网络对欠驱动船舶数学模型的不确定项以及外界干扰进行压缩补偿，所述不确定项包括关于期望前进速度的未知结构函数、关于期望转艏角速度的未知结构函数，所述外界干扰包括关于期望前进速度的时变环境干扰、关于期望横漂速度的时变环境干扰、关于期望转艏角速度的时变环境干扰；

S5：构建控制器和第二自适应律，根据控制器和第二自适应律构建驱动器，控制器实时发送控制命令到驱动器，驱动器驱动无人船自主航行。

2.根据权利要求1所述的一种考虑船间事件触发通信的多船分布式容错控制方法，其特征在于，所述S1包括根据公式(1)、(2)、(3)构建欠驱动船舶数学模型，

Mv＝-F(v)+τ^F+d_w (2)

其中，η＝[x，y，ψ]^T为船舶在地理坐标系下的位置向量，x、y为船舶的横、纵坐标，ψ为船舶的艏向角，v＝[u，v，r]^T为船舶速度向量，m_u为关于期望前进速度的船舶模型不确定参数，m_v为关于期望横漂速度的船舶模型不确定参数，m_r为关于期望转艏角速度的船舶模型不确定参数，f_u(v)为关于期望前进速度的的未知结构函数，f_v(v)为关于期望横漂速度的的未知结构函数，f_r(v)为关于期望转艏角速度的的未知结构函数，f_u(v)，f_v(v)，f_r(v)的函数如公式(4)所示，d_u1为关于期望前进速度的第一水动力参数，d_v1为关于期望横漂速度的第一水动力参数，d_r1为关于期望转艏角速度的第一水动力参数，d_u2为关于期望前进速度的第二水动力参数，d_v2为关于期望横漂速度的第二水动力参数，d_r2为关于期望转艏角速度的第二水动力参数，d_u3为关于期望前进速度的第三水动力参数，d_v3为关于期望横漂速度的第三水动力参数，d_r3为关于期望转艏角速度的第三水动力参数，d_wu为关于期望前进速度的时变环境干扰，d_wv为关于期望横漂速度的时变环境干扰，d_wr为关于期望转艏角速度的时变环境干扰，T_u(·)为关于期望前进速度的未知增益函数，F_r(·)为关于期望转艏角速度的未知增益函数，N^F，δ^F为船舶螺旋桨转速和舵角；

根据公式(5)构建驱动器故障模型，根据欠驱动无人船数学模型和驱动器故障模型创建N艘无人船，由N艘无人船构成船舶编队，

其中，N_i(t)，δ_i(t)为驱动器故障前输入的船舶螺旋桨转速和舵角，ρ_ki(t)为失速故障参数，ρ_ki(t)∈(0，1]，k＝N，δ为船舶失速故障参数，为偏置故障参数，

根据公式(6)构建虚拟船舶数学模型，根据虚拟船舶数学模型创建一艘虚拟船，

其中，ψ_d为虚拟船的艏向角，x_d，y_d为虚拟船的横纵位置坐标，u_d为虚拟船的期望前进速度，r_d为虚拟船的期望转艏角速度。