68、船舶轨迹跟踪与减摇及多机电力系统频率控制研究

船舶轨迹跟踪与减摇及多机电力系统频率控制研究

船舶轨迹跟踪与减摇控制

在船舶控制领域，为实现欠驱动海洋船舶的轨迹跟踪和减摇功能，设计了三种控制器，分别是纵荡力、横摇控制力矩和艏摇控制扭矩。采用分层滑模方法和神经网络来解决欠驱动问题，并利用径向基函数（RBF）神经网络对非线性函数进行逼近。

• 理论推导

  • 设 $c_4$ 为正参数，$\tilde{W}_4 = W_4^* - \hat{W}_4$。对式（44）求导，并将式（41）和（42）代入求导后的方程，可得：
    $\dot{V}_3 = S_3(z_2\tilde{f} \cos \varphi_r) + S_3(\tilde{W}_4^T H_4(Z) + e_4) - g_3 |S_3| - k_3S_3^2 - \frac{1}{c_4}\tilde{W}_4^T \dot{\hat{W}}_4$ （45）
  • 令 $\dot{\hat{W}}_4 = c_4S_3H_4(Z)$，则有：
    $\dot{V}_3 = S_3(z_2\tilde{f}_r \cos \varphi) - g_3 |S_3| - k_3S_3^2 + e_4S_3$ （46）
  • 考虑总李雅普诺夫函数为：
    $V = \sum_{i = 1}^{3} V_i + \frac{1}{2c_3}\tilde{W}_3^T \tilde{W}_3 \geq 0$ （47）
    其中 $c_3$ 为正参数，$\tilde{W}_3 = W_3^* - \hat{W}_3$。