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多水面船舶的有限时间编队控制方法研究
| 论文题名： | 多水面船舶的有限时间编队控制方法研究 |
| 关键词： | 多水面船舶;有限时间编队控制;收敛速度;控制精度 |
| 摘要： | 随着航海技术的发展，越来越多的人开始关注船舶编队控制方法的研究，国内外也有了很多关于船舶编队控制的研究成果，但是这些成果多是针对船舶编队控制的无限时间收敛问题，即编队船舶不能在有限时间内完成编队。关于多水面船舶的有限时间编队控制方法还很少，所以针对船舶的有限时间编队控制方法需要更深入的研究。 有限时间控制方法不仅能提高控制系统的收敛速度和控制精度，另外，由于有限时间控制协议中包含有分数幂，使得有限时间闭环系统在抗干扰性方面优于渐近闭环系统。因此，从时间优化的角度来看，使控制系统在有限时间内收敛并保持稳定状态是很好的控制方法。但是，船舶具有很强的非线性和很强的扰动特性。因此，研究多水面船舶的有限时间编队控制方法有一定的难度。本文针对多水面船舶的有限时间编队控制问题进行如下方面的研究： (1) 针对多水面船舶有限时间编队控制问题，基于齐次理论和拉萨尔不变原理设计有限时间编队控制律，然后利用有限时间稳定判据和李雅普诺夫函数对所设计的控制率进行有限时间稳定性分析，最后通过仿真结果来验证所提算法的可行性和有效性。 (2) 在上述研究的基础上，针对船舶运动的期望信息局部可知的问题，基于虚拟领航者状态下设计有限时间状态观测器来估计期望信息，使得没有直接获得期望信息的船舶能准确估计出期望信息并基于船舶间的相互通信与其它船舶顺利完成编队。然后利用Lyapunov函数来验证所提算法的稳定性，最后通过具体的仿真结果来验证所提算法的可行性。 |
| 作者： | 张莉珍 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 焦建芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 渤海大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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