基于障碍Lyapunov的自动作业船有限时间航向保持控制

• 作者: 刘志林 孙太任 张军 戴小康 赵德安
• 来源期刊: 扬州大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 自动作业船 航向保持 障碍Lyapunov函数
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 50-54
• 页数: 5页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.19411/j.1007-824x.2019.03.012

摘要

为实现作业船在航向保持时的均匀投饵,船舶的航向偏差和艏摇角速度须满足指定的约束条件.针对作业船航向保持的多约束问题,提出一种基于障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF)的有限时间控制方法.首先,建立自动作业船航向保持的状态空间模型,将其简化为严格反馈形式;其次,基于动态面理论设计障碍Lyapunov控制律,采用Lyapunov方法证明航向保持的收敛性,通过有限时间的分数幂项提高作业船抑制干扰的能力.仿真结果表明,基于障碍Lyapunov函数的控制策略具有稳定性优势,能保证作业船航向偏差和艏摇角速率满足约束上界,有效抑制风向及水流等干扰因素的影响,从而实现作业船在航向保持时的均匀投饵.