基于扩张状态观测器的智能船舶循迹预测控制

摘要

欠驱动船舶循迹过程中受到时变多源干扰的影响,同时在航行转艏处易产生控制力突变现象。针对上述两方面的问题,文中将扩张状态观测器(ESO)与模型预测控制(MPC)相结合,提出了一种最优循迹控制方法。首先,设计了扩张状态观测器对时变多源干扰进行补偿并提供低频控制输入;其次,以优化船舶航行控制力为目标,设计了一种非线性MPC控制器;最后,基于非线性分离式原理证明了ESO-MPC级联控制器的稳定性。并通过与自抗扰控制方法(ADRC)及MPC控制方法进行仿真对比,验证了该控制方法的有效性。