面向拖轮自主拖带船舶路径跟踪的分层抗扰控制方法

一种面向拖轮自主拖带船舶路径跟踪的分层抗扰控制方法，通过单船拖曳航行的拖航视线制导算法计算得到拖轮自适应接纳圆，实现对被拖船的制导控制；通过基于自抗扰控制与滑模控制相结合的顶层抗扰控制方法得到拖轮输出拖缆力与拖曳方向；根据顶层抗扰控制步骤得到的期望的拖曳方向与预设的被拖船期望速度，计算得到拖轮实时期望的纵向速度和期望艏向并将顶层控制任务分配至底层拖轮控制；采用基于扩张状态观测器的滑模底层抗扰控制方法，考虑拖缆与推进器的约束限制，将顶层抗扰控制输出的期望拖缆力与方向作为自身控制输入完成分配的控制任务，本发明在考虑拖缆与推进器约束情况下，使得被拖目标船舶更加准确跟踪期望航向与设定航速，减少环境扰动与耦合运动干扰对拖曳系统的影响，显著提升在考虑外界环境干扰下自主拖航作业过程中路径跟踪抗扰性能。