[发明专利]带跟踪微分器的船舶舵机主动抗扰无模型控制方法

权利要求书

1.带跟踪微分器的船舶舵机主动抗扰无模型控制方法，其特征是，所述方法包括下述步骤：

(1)向船舶舵机系统输入期望舵令；

(2)利用模块化思想建立舵机系统动力学模型；

(3)基于伪偏导数建立船舶舵机系统动力学紧格式动态线性化数据模型；

(4)针对恶劣海况下船舶在航行过程中由于波浪、风和水流等干扰引起的传感器测量扰动问题，设计带跟踪微分器的船舶舵机主动抗扰无模型控制器；

(5)通过伺服油缸改变斜盘倾角，进而控制斜盘式轴向柱塞变量泵液压油流量，最终推动转舵机构撞杆运动，撞杆推动舵柄来完成舵叶转动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)的具体内容为：

船舶舵机非线性离散系统输入输出有以下关系：

y(k+1)＝f(y(k),...,y(k-l_n),u(k),...,u(k-l_u))

式中，f(…)是未知的非线性函数；u(k)∈R，y(k)∈R分别表示k时刻舵机系统的输入舵角和输出实际舵角；l_n，l_u为两个自定义的正整数等；

当输入的舵角指令在船舶舵机系统转舵角度允许范围之内时，油泵流量变化引起的舵机转舵油缸撞杆运动位移是有界的，因此舵机系统满足实现无模型自适应控制中紧格式动态线性化的假设条件，即：

假设1f(…)关于系统输入信号的偏导数连续且有界；

假设2除去有限时刻点外，系统满足广义Lipschitz，即符合对于任意的k₁≠k₂，有

|y(k+1)-y(k)|≤p|u(k)-u(k-1)|

其中p＞0为常数；

对满足上述假设的非线性系统，当Δu(k)≠0满足时，一定存在一个时变参数，使得液压舵机系统可以进一步表示为：当Δu(k)≠0时，存在舵机系统控制律的伪偏导数θ(k)，船舶舵机非线性离散系统可转化为紧格式数据模型，即：

Δy(k+1)＝θ(k)Δu(k)

其中，Δy(k+1)＝y(k+1)-y(k)为k时刻到k+1时刻舵机系统输出舵角变化量，Δu(k)＝u(k)-u(k-1)为k-1时刻到k时刻舵机系统的输入舵角变化量；|θ(k)|≤Q，Q为一个正常数。