基于欧拉迭代模型预测的欠驱动水面船舶路径跟踪控制

摘要

为解决具有外部受风流干扰和舵角输入受约束的欠驱动船舶路径跟踪问题,提出基于欧拉迭代的模型预测控制算法(MPC)。MPC能够灵活地处理舵角输入受约束问题,欧拉迭代法离散和预测船舶未来状态可以简化MPC设计的运算。为弥补欧拉迭代法在精度上的不足,直接以分离型船舶模型(MMG)作为MPC的预测模型。应用径向基函数(RBF)神经网络历史信息训练实现对外界风流干扰的逼近及补偿。仿真结果表明所设计的控制器可以使船舶在考虑风流干扰和舵角约束的情况下准确地跟踪上设定的路径,验证了所提控制算法的有效性。

关键词