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作者：常雨芳;王澳黎;夏亚平;严怀成;黄文聪;
单位：湖北工业大学电气与电子工程学院;华东理工大学信息科学与工程学院;
摘要：针对船舶航行过程航向易受外界环境扰动问题，本文提出一种基于非线性扩张状态观测器的改进非奇异终端滑模控制策略。首先，建立船舶航向系统非线性数学模型，设计了基于双曲正切函数的非线性扩张状态观测器，对船舶航行过程受到的外界扰动进行估计，并进行前馈补偿；然后，引入改进非奇异终端滑模面和双幂次趋近律，设计了改进非奇异终端滑模控制律，降低了滑模控制律抖振，提高了滑模控制律收敛速度，并将非线性扩张状态观测器和改进非奇异终端滑模控制律结合构成复合控制律；最后，基于李雅普诺夫稳定性理论对控制律的稳定性进行了分析。仿真结果表明，所提出的控制策略能有效提高船舶航向控制系统的跟踪性能和鲁棒性。
关键词：船舶;;船舶航向控制;;非奇异终端滑模控制;;非线性扩张状态观测器;;鲁棒性
基金资助：国家自然科学基金资助项目（62473133）
