● 摘要
由于常规水面船舶尚未安装横向驱动装置，导致船舶的运动受到不可积非完整约束的限制，因而无法通过光滑的（甚至连续）、时不变反馈控制律实现渐近镇定。已有很多文献讨论了欠驱动船舶的控制问题，但大都假设船舶的模型精确已知，没有考虑船舶模型参数的不确定性。针对欠驱动船舶的惯性及阻尼系数未知的情况，本文综合利用Lyapunov理论、后退方法和自适应滑模控制技术设计欠驱动船舶的控制律，可以分别实现船舶的速度镇定、位置镇定和位置姿态的同时镇定。本文主要工作包括：1． 在船舶模型参数不确定的情况下，通过选择适当的输出分别设计了船舶的自适应和滑模控制算法，均可以保证船舶的速度渐近趋于零。2． 在船舶模型参数不确定的情况下，推导出一种光滑时变控制律，可以保证船舶的速度和位置指数收敛到零。3． 在船舶模型参数不确定的情况下，给出一种光滑时变控制律，可以保证船舶的速度、位置和姿态指数收敛到零。所有控制算法均进行了仿真验证，结果表明，当船舶模型中的参数未知时，所提出的控制算法均可以保证闭环系统的相应状态轨迹收敛到零。