文章标题：基于动态前视距离视线的高速艇路径跟踪控制

文章作者：李昂¹, 戴晓强¹, 黄鑫¹, 刘成业¹, 鄢然²
关 键 字：高速无人艇;路径跟踪;视线法;扩张状态观测器;输入饱和
文章摘要：路径跟踪控制是水面无人艇进行水面作业的关键技术，针对高速无人艇在路径跟踪过程中存在过弯偏差大、收敛速度慢、抗干扰能力弱等问题，提出基于降阶扩张状态观测器的动态前视距离视线法（ESO-DFLOS），通过融合前视距离和跟踪误差加快收敛速度，利用动态面技术避免反步法的“微分爆炸”，引入辅助观测系统补偿推力输入受限，设计了自适应航速航向鲁棒控制器。仿真与湖试实验结果表明，提出的方法能有效减小水面无人艇高航速过弯时的最大横侧偏差（42.6%）和平均横向误差（38.4%），降低航速振荡幅度（24%），加快误差收敛速度（33%），提升了高速无人艇路径跟踪精度和控制系统鲁棒性。