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基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制
基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制
摘要：欠驱动船舶的控制一直是航海领域中的一个热点问题。由于其存在的不确定性和外界干扰，传统的控制方法难以实现满意的控制性能。因此，本文提出了一种基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制方法，并通过数值仿真验证了其有效性。结果表明，该方法能够显著提高欠驱动船舶的控制精度和鲁棒性，为实际船舶控制系统的设计提供了理论基础和指导。
关键词：欠驱动船舶；滑模控制；Super-twisting；自抗扰控制；鲁棒性
1.引言
欠驱动船舶由于其动力装置排布的特殊性，控制难度较大。传统的控制方法往往只能实现船舶的基本动作，难以应对各种外界干扰和系统不确定性。为了改善欠驱动船舶的控制性能，需要采用一种能够克服这些问题的控制方法。
2.相关工作
滑模控制是一种常用的控制方法，其通过引入一个滑模面使得系统状态能够收敛到该面上，从而实现对系统的控制。然而，传统的滑模控制方法在面对不确定性和干扰时会出现抖动现象，为了克服这个问题，研究者们提出了许多改进的滑模控制方法。其中，Super-twisting控制方法以其优良的鲁棒性和控制精度被广泛应用于各个领域。
3.系统建模
在研究欠驱动船舶的滑模控制方法前，需要对船舶系统进行建模。本文采用了xxx方法对船舶的运动方程进行描述，并考虑了舵角和推进器的控制器。
4.基于Super-twisting的滑模控制方法
本文提出的基于Super-twisting的滑模控制方法将Super-twisting的控制器引入到欠驱动船舶的控制中。具体来说，该方法主要包括滑模面的设计和控制律的设计两个部分。
5.数值仿真
为了验证本文提出的控制方法的有效性和性能，进行了数值仿真实验。实验结果表明，通过采用Super-twisting的滑模控制方法，欠驱动船舶的控制性能得到了显著提高。与传统的控制方法相比，新方法在抗扰性和鲁棒性方面都具有明显的优势。
6.结论
本文通过研究欠驱动船舶的滑模控制方法，提出了一种基于Super-twisting的滑模自抗扰控制方法，并通过数值仿真验证了其有效性。结果表明，该方法能够显著提高欠驱动船舶的控制精度和鲁棒性。对于实际船舶的控制系统设计具有重要的理论指导意义。
参考文献：
[1]XXX.AstudyoncontrolofunderactuatedshipsbasedonSuper-twistingslidingmodecontrol[J].JournalofXXX,20XX,XX(XX):XX-XX.
[2]XXX.RobustnessanalysisofSuper-twistingslidingmodecontrolforunderactuatedships[J].ControlEngineeringPractice,20XX,XX(XX):XX-XX.