无人船控制框架

航向误差≤2°

针对无人水面艇路径跟随问题，该框架通过Huber损失动力学辨识和有限时间制导控制实现高精度路径跟随，并具有强鲁棒性和快速收敛性。

钟一鸣 · 于曹阳 · Kaicheng, Shen · 向先波 · 连琏

IEEE Transactions on Vehicular Technology 2025

参数信息

航向角误差

2 °

路径跟随均方根误差

0.9 m

技术优势

辨识更稳健

采用Huber损失代替传统最小二乘，对噪声和离群值不敏感，且凸优化保证收敛到唯一全局最优。

速度估算准

采用改进的有限时间状态观测器估计纵荡和横荡速度，即使在无直接测量条件下也能实现高精度视线角制导。

收敛快且稳

快速终端滑模控制保证有限时间稳定，且通过自适应调整切换增益实时补偿模型不确定性，有效抑制抖振。

应用场景

• 无人船自主导航：将高精度路径跟随算法集成到自主导航系统，提升复杂水域的循迹能力。
• 水面无人系统：为无人水面艇提供有限时间收敛的控制律，提高任务执行效率和可靠性。
• 动力学辨识与状态估计：采用Huber损失和有限时间观测器，在存在噪声时仍能准确辨识模型和估计状态。
• 高精度路径跟随：通过高精度制导和控制将路径跟随误差控制在0.9米以内，满足精确作业需求。