23、船舶动态定位系统抗扰控制与无人机视频目标跟踪算法研究

船舶动态定位系统抗扰控制与无人机视频目标跟踪算法研究

船舶动态定位系统抗扰控制

1. 引言
   • 船舶动态定位（DP）系统是利用船舶自身推进装置产生的推力，使船舶保持特定姿态或沿固定轨迹航行。因其不受水深限制、机动性强和定位精度高等优点，广泛应用于打捞船和海上钻井平台。
   • 船舶在海洋环境中会受到风、浪、流等不确定海洋环境干扰。设计具有强抗干扰能力和鲁棒性的控制器是DP船舶控制研究的重要问题。目前，船舶DP系统的主要控制方法有自适应控制、PID控制、反步控制、神经网络控制、模糊控制等。但自适应控制难以有效解决实际船舶运动的DP系统控制问题，传统PID控制难以满足船舶高控制精度和稳定性要求，反步控制、神经网络控制、模糊控制等对控制对象模型要求高、计算量大、实用性差。
   • 与上述控制方法相比，基于干扰观测器的控制策略（DOBC）能处理一大类抗干扰问题，可分析干扰稳定性，结构简单，简化了控制器设计过程。其基本思想是用干扰观测器在线估计干扰，结合前馈补偿器和反馈控制律补偿干扰，通过线性矩阵不等式（LMI）方法求解控制增益以实现船舶DP系统的稳定。本文提出一种基于干扰观测器的船舶DP系统随机干扰抗扰控制（DOBADC）方案。主要贡献如下：
     • 将当前DOBC工作扩展到一类可用外生系统描述的具有随机干扰的船舶动态定位（DP）系统。
     • 构建新的干扰观测器（DO）估计干扰，基于DO设计船舶DP系统抗扰控制方案，以衰减和减少随机干扰，使复合系统全局渐近稳定。