[发明专利]基于鲁棒观测器的非线性船舶运动控制方法

摘要

本发明提供的是一种基于鲁棒观测器的非线性船舶运动控制方法。包括控制器(3)、导引系统(4)、坐标变换器(5)、鲁棒观测器(6)、系统惯性矩阵整定器(7)、观测误差增益器(8)、传感器系统(15)。发明无需已知船舶精确模型，观测器能够实现对船舶低频运动信息的重构以及滤波。由于保留了模型中的科里奥利向心力并考虑了不确定性和未建模动态的影响，提高了其观测精度，并使控制器的控制性能有所提高。

主权项

一种基于鲁棒观测器的非线性船舶运动控制方法，其特征是：包括控制器(3)、导引系统(4)、坐标变换器(5)、鲁棒观测器(6)、系统惯性矩阵整定器(7)、观测误差增益器(8)、传感器系统(15)，所述传感器系统(15)包含位置及艏向传感器(13)和加速度传感器(14)，位置及艏向传感器(13)采集船舶实际位置和艏向角、与观测器输出的船舶位置和艏向估计值以及高频干扰估计值一起、传递给观测误差增益器(8)，同时加速度传感器(14)采集到的船舶加速度信息、经系统惯性矩阵整定器(7)传递给鲁棒观测器(6)，鲁棒观测器(6)接收系统惯性矩阵整定器(7)的输出后进行惯性矩阵整定和状态变量变换得到新的系统模型、经滤波和状态估计得到新的变量的估计值，所述估计值经坐标变换器(5)后得到船舶的低频运动信息和慢变干扰力，导引系统(4)根据输入的期望值与船舶的初始位置、生成一条光滑的路径，根据所述路径得到船舶在各个时刻的期望位置、期望艏向及期望速度，控制器(3)根据导引系统(4)输入的期望信息以及由鲁棒观测器提供的船舶低频运动信息及低频干扰力信息、经解算得到控制指令去驱动推进器系统(16)，调整船舶的纵向推力、横向推力和转艏力矩，实现对船舶运动的准确控制。