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山东大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (4): 54-59.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.010

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基于自抗扰控制的水面无人艇路径跟踪控制器

王常顺1,2,肖海荣1   

  1. 1.山东交通学院信息科学与电气工程学院, 山东 济南 250357;2.大连海事大学轮机工程学院, 辽宁 大连 116026
  • 收稿日期:2016-01-08 出版日期:2016-08-20 发布日期:2016-01-08
  • 作者简介:王常顺(1984— ),男,山东高密人,讲师,博士研究生,主要研究方向为水面无人艇智能控制,非线性系统控制. E-mail:jnwangchs@hotmail.com
  • 基金资助:
    山东省自然科学基金资助项目(ZR2013ZEM006,2013ZRB01873);交通运输部应用基础研究资助项目(2014329817130);山东省高等学校科技计划资助项目(J14LN35);山东省交通厅科技创新资助项目(2013A16-04)

Path following controller for unmanned surface vessels based on ADRC

WANG Changshun1,2, XIAO Hairong1   

  1. 1. School of Information Science and Electric Engineering, Shandong Jiaotong University, Jinan 250357, Shandong, China;
    2. Marine Engineering College, Dalian Maritime University, Dalian 116026, Liaoning, China
  • Received:2016-01-08 Online:2016-08-20 Published:2016-01-08

PDF (PC)

1152

摘要： 针对欠驱动水面无人艇非线性系统,设计了一种参数在线优化的路径跟踪自抗扰控制器。对包含不确定动态的水面无人艇数学模型和参数化路径引导方法做了简要的说明,并引入一种基于混沌局部搜索策略的双种群遗传算法,对自抗扰控制器的参数进行在线优化。通过不同条件下的仿真试验结果说明,本研究设计的路径跟踪控制器对海洋环境的不确定动态、未知扰动以及模型的参数摄动具备良好的稳定性和鲁棒性。

关键词: 非线性系统, 水面无人艇, 路径跟踪, 自抗扰控制, 混沌局部搜索, 双种群遗传算法

Abstract: A path following active disturbance rejection controller with parameters online optimization was presented for underactuated USV nonlinear system. USV mathematical model with uncertain dynamics and parameterized path navigation method was described briefly. A novel method based on dual population genetic algorithm with chaotic local search strategy was introduced to online optimize the ADRC parameters. Simulation results under different conditions were presented to show numerically that the path following controller worked as expected even though there existed uncertain dynamics, unknown disturbance and parameter perturbation in the marine environment.

Key words: DPGA, ADRC, chaotic local search, nonlinear system, unmanned surface vessels, path following

中图分类号: 

  • TP273
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