基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法

本发明提供了基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法，涉及船舶运动控制技术领域，建立包含模型不确定性和外部干扰的水面无人艇动力学模型，并定义轨迹跟踪误差；设计固定时间收敛扰动观测器，在固定时间内对系统中的速度误差及总未知扰动进行准确估计；构建基于指数规定时间稳定性的复合控制器，结合观测器输出设计轨迹跟踪控制律作用于水面无人艇系统。本发明能够保证轨迹跟踪误差在预先设定的时间内收敛至零且该时间独立于系统初始状态和控制器参数；通过引入指数项对规定时间控制器进行补偿，有效解决了现有规定时间控制方法在临近规定时间时控制输入剧烈增大的问题，实现了水面无人艇高精度、快速且控制输入平滑的轨迹跟踪。