高性能欠驱动水面机器人的有限时间跟踪控制  

Finite-Time Tracking Control of High-Performance Underactuated USV

作　　者：刘海涛[1] 田雪虹[1] 王贵[1] 

机构地区：[1]广东海洋大学工程学院,广东湛江524088

出　　处：《应用科学学报》2016年第2期203-214,共12页Journal of Applied Sciences

基　　金：国家自然科学基金(No.51375100);广东省自然科学基金(No.2015A030310307);广东省高等学校特色创新类项目基金(No.2015KTSCX059);广东海洋大学自然科学类项目基金(No.C15401)资助

摘　　要：针对一类非完全对称的高性能欠驱动水面机器人系统,提出一种有限时间收敛的跟踪控制器.利用全局微分同胚变换得到非线性级联系统的形式,将原系统的跟踪控制问题转化为非线性级联系统的控制问题.基于有限时间Lyapunov理论,设计一种有限时间控制器,获得了较高的响应特性和跟踪精度.通过理论分析和仿真实验说明了该方法的有效性和可行性.Finite-time tracking control is proposed for incomplete symmetrical highperformance underactuated unmanned surface vehicles（USV）. Global diffeomorphism transformation is used to obtain the form of nonlinear cascaded systems. Thus tracking control of the original USV system is transformed to stabilization of the cascade system. Based on the finite-time Lyapunov theorem, a finite-time convergent controller is designed to obtain fast response and high tracking-precision. The theoretical analysis and simulations show feasibility and effectiveness of the proposed method.

关 键 词：水面机器人 有限时间控制 欠驱动控制 级联系统 

分 类 号：TP23[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]