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作者：张本伟;陈旭;郭恒宇;
单位：中国船级社;中国船级社江苏分社;
摘要：[目的]为降低船舶数学模型不确定性和外部干扰对动力定位船控制系统设计的影响，对带有输入约束的动力定位船输出反馈轨迹跟踪控制进行研究。[方法]提出一种基于碰撞风险动力学解算方法的船舶避障切换控制策略，结合扩张状态观测器、避障控制器、预设性能控制器和辅助动力系统等实现轨迹跟踪与动态避障；设计碰撞风险分析模块实时评估航行风险，根据评估结果切换避障控制器与预设性能控制器，并采用李雅普诺夫直接法严格证明闭环系统稳定性。[结果]仿真结果表明，所提控制策略可使轨迹跟踪快速收敛，且在动静态障碍物环境下均能保证船舶安全航行。[结论]策略有效解决了输入约束与障碍物环境下的动力定位船控制问题，通过理论证明与仿真验证表明其能兼顾控制精度与避障安全性。
关键词：动力定位船;预设性能;避障控制;输入约束
