控制理论与应用

作者：黄宴委,林涛,黄文超,陈少斌

单位：福州大学电气工程与自动化学院,福州大学电气工程与自动化学院,福州大学电气工程与自动化学院,福州大学电气工程与自动化学院

关键词：无人船; 轨迹跟踪; 引导律; 快速有限时间收敛; 时变前视距离

基金：国家自然科学基金项目(51977040), 福建省工业科技引导项目(2019H0007)

针对参考轨迹曲率变化大导致前视距离(LAD)调整不及时, 使得无人船(USV)轨迹跟踪误差收敛慢的问题, 本文利用轨迹跟踪几何关系, 建立位置跟踪误差动态系统, 引入曲率参数设计一种新型的时变前视距离(NTLAD), 提出一种快速有限时间收敛的轨迹跟踪引导律(FFTC-GL), 包括期望艏向引导律和期望巡航速度引导律研究, 以快速准确跟踪大范围曲率的轨迹. 首先, 构造NTLAD的稳定约束条件, 结合图解法求解NTLAD函数, 实现法向误差快 速有限时间收敛, 并且引入曲率参数, 快速准确地跟踪不同曲率的轨迹. 其次, 基于切向误差的有限时间技术, 设计快速有限时间速度引导律, 实现切向误差动态系统的有限时间稳定. 最后, 通过对比有限时间上确界, 表明引导律 对位置跟踪误差收敛的快速性. 轨迹跟踪仿真表明FFTC-GL能够在有限时间内跟踪参考轨迹, 保证曲线拐点位置跟踪误差快速收敛.

来源：2023年第6期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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