航向跟踪容错控制器

舵机故障不停航

针对非线性船舶自动驾驶仪，基于全局T-S模糊模型与双虚拟观测器，可在舵机故障与状态不可测条件下维持航向跟踪精度。

张雪林 · 徐晓滨 · 李建宁 · Brunauer, Georg Christoph · Dustdar, Schahram

ISA Transactions 2023

技术优势

故障下仍能航向跟踪

故障估计与补偿由虚拟模糊观测器同时完成，控制器基于故障估计进行重构，维持航向跟踪精度。

状态不可测也能估

虚拟模糊观测器同时估计不可测状态和未知故障，为控制器提供状态信息。

故障自动切换控制器

平滑Z-score故障检测与报警机制提供切换信号，决定调用哪个控制器和观测器。

实船数据验证模型

所建T-S模糊非线性船舶自动驾驶仪模型经实船航行数据验证合理可行。

应用场景

• 船舶自动驾驶：舵机故障时自动切换控制器，维持航向，减少人工干预。
• 海事自动化：故障检测与容错控制自动化，提升海事系统可靠性。
• 船舶运动控制：处理非线性与不可测状态，保证航向跟踪鲁棒性。