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摘要
为提高船舶路径跟踪和避碰效果，提出了一种基于矢量场制导法的模型预测控制方法。首先，采用矢量场制导算法将船舶的路径跟踪和避碰问题转换为航向控制问题；然后，采用一阶Nomoto响应模型作为模型预测控制的动力学模型，考虑船舶的舵角输入受限问题，引入干扰观测器对模型误差项和环境扰动进行补偿，并应用Lyapunov理论证明了所设计的路径跟踪控制系统的稳定性；最后，设计了基于矢量场制导法的避碰策略，使船舶在路径跟踪的过程中同时完成自主避碰。仿真计算结果表明，开发的方法可以使船舶在波浪干扰作用下能准确地跟踪目标路径并有效实现避碰。
- 出版日期2023
- 单位建筑工程学院; 上海船舶运输科学研究所; 海洋工程国家重点实验室; 上海交通大学
