文章标题：基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制

文章作者：韩俊庆, 李伟, 孟凡彬, 杜亚震, 朱志军, 谢华伟
关 键 字：航迹跟踪;微分跟踪器;Nomoto模型;扩张状态观测器;Super-twisting 2阶滑模
文章摘要：针对欠驱动船舶在复杂海况下的航迹跟踪控制问题，提出一种基于Super-twisting的滑模自抗扰控制方法。利用视线导航法（LOS）将船舶的航迹跟踪转化为航向跟踪问题，并设计跟踪微分器来获取期望航向的1阶导数与2阶导数；根据非线性Nomoto模型设计扩张状态观测器对Nomoto模型的辨识误差、非线性项以及3级海况下风浪造成的干扰进行观测并补偿，提高控制器的鲁棒性。设计基于Super-twisting的2阶滑模控制方法，使滑模变量能在存在干扰观测误差的情况下有限时间收敛，并有效地减少了控制输出抖振现象，最终实现高精度的航迹跟踪控制。最后，以海巡船作为被控对象进行仿真验证，仿真结果表明，该控制算法能够有效提高船舶在3级海况下的航迹控制精度，增强对干扰的鲁棒性。