Active LPV Yaw Keeping Control of an Unmanned Surface Vehicle

Abstract

针对水面机器人(USV,unmanned surface vehicle)水动力学具有强非线性,并且容易受到风、浪与水流干扰的问题,提出一种主动增强LPV(linear parameter varying)建模与航向保持控制方法.LPV模型采用USV的速度作为线性变参,用来简化系统参数辨识与控制器设计.在LPV模型的基础上,将风、浪与水流等干扰看成是未建模误差,采用UKF在线估计,用来提高建模精度.然后,针对LPV模型采用线性矩阵不等式设计航向保持名义控制器,并在此基础上设计前馈控制器对未建模误差进行在线补偿.仿真结果表明,该方法可以有效减弱风、浪与水流等未建模误差对系统控制的影响.</p