ELM扰动补偿控制器

抗扰更快更准

采用ELM神经网络逼近系统未知非线性并估计外部扰动，结合预设性能约束，使船舶在扰动下仍能快速稳定跟踪参考轨迹，抗扰能力显著增强。

王红都 · 77843903 · Karkoub, Mansour A. · 王俊荣

Engineering Applications of Artificial Intelligence 2025

技术优势

扰动实时补偿

基于ELM的扰动观测器能够估计外部扰动，使控制器能够补偿波浪等干扰，从而减轻扰动对船舶定位的影响。

模型未知也能控

ELM网络直接逼近船舶模型和扰动系统中的未知非线性函数，避免了精确建模需求，使得控制器在模型不确定时依然有效。

误差在预定时间内收敛

通过设计性能函数约束误差向量，确保船舶状态误差在预设时间内收敛，提升了闭环控制的精度和动态性能。

应用场景

• 船舶动力定位：在风浪扰动下自动保持船位和航向，用于钻井平台、补给船等需要精确驻留的作业。
• 智能控制算法：用ELM神经网络在线学习未知动态，替代传统基于精确模型的控制方法，适合模型难以获取的场合。
• 海洋工程控制：针对海洋环境中的非线性水动力和波浪外扰提供抗扰控制方案，提升船舶在复杂海况下的操控性。
• 扰动抑制：通过扰动观测器估计并前馈补偿外部扰动，从原理上削弱波浪等干扰对定位精度的影响。