控制理论与应用

作者：杨铭宣,王保防,蔡明洁,于金鹏

单位：青岛大学 自动化学院,青岛大学 自动化学院,青岛大学 自动化学院,青岛大学 自动化学院

关键词：欠驱动无人船; 轨迹跟踪; 预设性能控制; 有限时间扰动观测器; 动态面控制

基金：国家自然基金项目(62473220, 62103212), 教育部“长江学者奖励计划”特聘教授项目(T2022265), 山东省重点研发计划项目(2022CXGC020901), 青岛市关键技术攻关及产业化示范类项目(RH2300004017)资助.

针对欠驱动无人船高精度轨迹跟踪控制, 本文提出了一种基于扰动观测器的有限时间预设性能轨迹跟踪控制方法. 首先, 引入预设性能函数, 对误差变量进行限制, 并通过变换函数对限制后的误差变量进行转换, 用于控制设计过程, 确保轨迹跟踪控制系统按预设性能收敛; 其次, 采用动态面技术, 令虚拟控制信号通过一阶滤波器, 避免对虚拟控制律的直接求导, 简化控制律设计过程; 随后, 针对时变的外部扰动, 设计了有限时间扰动观测器, 对扰动进行估计和补偿, 通过理论分析证明了系统的实际有限时间稳定性; 最后, 通过设计对比仿真, 验证了所提控制方法的有效性和优越性.

来源：2026年第4期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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