线性弱化非线性反馈反步递推算法在船舶航向控制中的应用

"一种非线性反馈反步递推算法的线性弱化 (2015年)" 在本文中，作者针对反步递推算法在船舶航向控制应用中的局限性，提出了一种新的线性弱化方法。反步递推算法是一种常用于非线性系统控制的设计方法，其主要思路是通过逐步设计控制器来补偿系统的非线性部分，从而实现系统稳定。然而，在实际应用中，这种算法可能会导致较大的控制能量输出，并且非线性部分的精确对消往往很困难。 为了改善这一状况，研究者首先对传统的反步递推算法进行了线性弱化处理，即减少非线性控制器中的非线性项。这样做的目的是在保留控制效果的同时，减少控制信号的幅度，从而降低系统的能量消耗。接着，他们引入了基于正弦函数驱动的非线性反馈控制技术，用以替代原有的线性误差反馈。正弦函数的使用可以提供更好的动态性能和鲁棒性，因为它能够自然地平滑控制信号，同时对系统不确定性有较好的适应性。 理论分析证明，这种改进后的算法可以在保证控制效果不变或更优的前提下，显著降低所需的控制能量。这不仅提高了控制效率，还增强了系统的稳定性。为了验证算法的有效性，作者选择了“育龙”轮作为实验平台进行仿真测试。仿真实验结果显示，所提出的新型非线性反馈控制律在应对船舶航向控制的鲁棒性和控制能量需求方面具有显著优势。 关键词：船舶运动控制，航向保持，反步递推，非线性反馈，闭环增益成形 这篇论文属于自然科学领域，特别是控制理论与应用的研究，对提升船舶控制系统的性能和效率具有重要的理论和实践意义。通过这种线性弱化和非线性反馈的结合，不仅解决了传统反步递推算法的问题，也为其他非线性系统的控制设计提供了新的思路。中图分类号将其归类为U661.32+1，即航海技术与船舶自动化，文献标志码A表示该文具有较高的学术价值。