带有状态/输入量化的无人艇航向跟踪控制

[目的]针对水面无人艇（USV）的海上通信受限的问题，提出一种带有状态/输入量化的USV航向跟踪控制方法。[方法]基于反步法设计系统控制律，结合动态面技术降低虚拟控制律的计算量膨胀问题。对于控制系统中存在的不确定项及外界干扰，利用扩张状态观测器（ESO）进行估计。采用均匀量化器分别对控制系统中的状态变量和控制输入进行量化，且量化后的状态反馈信息仅用于跟踪控制。利用量化状态递归设计基于ESO的USV航向控制器，证明闭环控制系统中量化变量和非量化变量间误差的有界性。[结果]基于李雅普诺夫稳定性理论，提出了量化误差考量及闭环系统稳定性判定方法，严格证明了所设计的带有状态量化和输入量化的USV航向跟踪控制系统的稳定性，仿真实验验证了该控制策略的有效性。[结论]结果表明，所提方法可为USV航向跟踪控制提供借鉴。