专利名称：一种抗舵机饱和的船舶航向自适应控制方法
技术领域：
本发明涉及的是一种船舶航向控制方法。
背景技术：
船舶航行时经常需要进行转向控制，且要求转向时施舵合理，快速稳定，调节时间短且超调小。当船舶转向尤其大角度转向时，运动幅度大，舵机经常处于幅值和速率饱和状态。饱和因素的存在，会使控制器输出舵角和实际舵角不一致，从而造成闭环控制性能的不一致，甚至不稳定。舵机饱和因素是船舶航向控制器设计时需要考虑的一个重要方面。目前针对系统中存在执行器饱和环节的控制器设计通常有两种方法:直接设计方法和抗饱和补偿法。直接设计方法是在控制器设计时直接将执行器饱和考虑进去，使得闭环系统稳定；抗饱和补偿法先忽略饱和非线性，设计满足给定性能指标的控制器，然后以执行机构的输入输出之差作为输入，设计补偿器弱化饱和的影响。相比于直接设计方法，抗饱和补偿法具有设计简单、易于工程实现等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供基于backstepping控制器的补偿器设计方法的一种抗舵机饱和的船舶航向自适应控制方法。本发明的目的是这样实现的:本发明一种抗舵机饱和的船舶航向自适应控制方法，其特征是:( I)对带有舵机饱和特征的船舶航向信息进行数字采集，对所述船舶航向信息进行求导、转置及乘积运算，计算构成如下:
权利要求
1.一种抗舵机饱和的船舶航向自适应控制方法，其特征是: (1)对带有舵机饱和特征的船舶航向信息进行数字采集， 对所述船舶航向信息进行求导、转置及乘积运算，计算构成如下:
2.根据权利要求1所述的一种抗舵机饱和的船舶航向自适应控制方法，其特征是:所述的船舶航向信息 包括船舶航向角、航向角速度及舵机信息。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种抗舵机饱和的船舶航向自适应控制方法，包括以下步骤对船舶航向运动进行数学描述，构造动态抗饱和补偿器，构造自适应backstepping控制器的第一状态向量z1，并构造z1的Lyapunov函数，进而取得虚拟控制；结合船舶航向角信息、航向角速度及动态抗饱和补偿器模块输出的补偿状态，求差计算出自适应backstepping控制器的第二状态向量z2，构造控制方法中总的Lyapunov函数，结合船舶航向稳定条件，获得带有抗饱和补偿器的船舶航向非线性自适应控制器，完成带有抗饱和补偿器的船舶航向非线性自适应控制方法。本发明思路明确、结构清晰合理、易于工程实现。
文档编号G05B13/04GK103207568SQ20131008607
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者彭秀艳, 胡忠辉, 赵新华, 王显峰, 闫金山 申请人:哈尔滨工程大学