[發明專利]基于自適應模糊估計器的濾波反步船舶運動控制系統

有效

• 申請號: 201310551643.0
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103592846A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 夏國清;邵興超;欒添添;楊月
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于自適應模糊估計器的濾波反步船舶運動控制系統，包括控制系統(2)、導引系統(4)、微分同胚變換器(6)、數據處理系統(7)和傳感器系統(12)；其特征是：導引系統(4)根據輸入的期望值與船舶的初始位置，生成一條光滑的路徑，根據該路徑得到船舶在各個時刻的期望位置、期望艏向及期望速度；所述傳感器系統(12)包含位姿傳感器(11)和速度傳感器(10)，位姿傳感器(11)采集的船舶實際位置和艏向角與速度傳感器(10)采集到的船舶運動速度信息一同傳遞給數據處理系統(7)；經數據處理系統(7)中的數據融合系統(9)及濾波系統(8)的處理得到船舶的低頻位姿信息和速度信息傳遞給微分同胚變換器(6)，經狀態變換后得到新的狀態變量；新的狀態變量傳遞給控制系統(2)的濾波反步控制器(3)和自適應模糊估計器(5)，自適應模糊估計器(5)同時接收導引系統(4)和微分同胚變換器(6)的數據，對控制器所需的未知非線性函數進行估計，也包含了對低頻干擾的估計；濾波反步控制器(3)同時接收導引系統(4)提供的期望信息及其導數、微分同胚變換器(6)提供的新的狀態變量信息，以及自適應模糊估計器(5)提供的對未知非線性函數的估計輸出，經解算得到相應的控制指令信息，調整船舶的縱向推力、橫向推力及轉首力矩，實現對船舶的準確控制。

2.根據權利要求1所述的基于自適應模糊估計器的濾波反步船舶運動控制系統，其特征是所述自適應模糊估計器(5)同時接收導引系統(4)和微分同胚變換器(6)的數據，對控制器所需的未知非線性函數進行估計是指：控制系統(2)中的自適應模糊估計器(5)，根據微分同胚變換器(6)所提供的新的狀態變量，以及導引系統(4)提供的期望信息，按照給定的自適應律，通過模糊邏輯系統對未知的非線性函數及低頻干擾進行綜合估計，得到濾波反步控制器中所需的非線性函數。

3.根據權利要求1或2所述的基于自適應模糊估計器的濾波反步船舶運動控制系統，其特征是：控制系統(2)中的濾波反步控制器(3)中引入二階濾波器，通過濾波器對虛擬控制量及其導數進行逼近。