7、无人水面艇路径跟踪控制与老年辅助机械手系统设计

无人水面艇路径跟踪控制与老年辅助机械手系统设计

无人水面艇路径跟踪控制

在无人水面艇（USV）的研究中，路径跟踪控制是一个重要的课题。基于路径跟踪控制问题，在一系列假设前提下，运用当前补偿制导律和控制律，并选择合适的控制器设计参数和制导律设计，能让 USV 以极小误差跟踪期望路径和期望速度，且整个无人艇路径跟踪控制闭环系统是一致最终有界（UUB）的。

1. 理论推导
   - 设(\chi = [\chi_1 \chi_2]^T)，(\kappa = [\kappa_1 \kappa_2]^T)为设计常数，(s = [s_1 s_2]^T)。考虑(LFCV_2=\frac{1}{2}s_1^2+\frac{1}{2}s_2^2)和(V = V_1+V_{\psi}+V_2+\frac{1}{2}m_{11}\kappa_2 \tilde{d} {u {max}}^2+\frac{1}{2}m_{33}\kappa_1 \tilde{d} {r {max}}^2)。
   - 将(\dot{V} 1)，(\dot{V}_2)，(\dot{V} {\psi})代入(V)的导数中，可得：
   (\dot{V} 1 = -k_1x_e^2 - U_r\left[(y_e + \alpha\psi)^2 + \Delta^2y_e^2\right] - (k {\psi} + \lambda_1)\psi_e^2 - h_1s_1^2 - h_2s_2^2+\frac{\chi_1}{m_{33}\kappa_1}\tilde{d} {r