方案，有效抑制了风、浪时变干扰的影响，未考虑流干扰。因此本文主要参考上述文献，以文献[4]中的直线路径跟踪模型为基础，新加入流干扰和风浪外界时变干扰，采用模型预测控制算法进行控制及运用优化函数的方法设计控制器，最终使船舶快速跟踪上直线参考路径，并进行了仿真的研究。
2.船舶直线路径模型
利用船舶Nomoto模型，加上非线性项，加入流干扰和其他风浪外界未知干扰，船舶路径模型可表示为：
其中ψ和r 分别表示航向角和转首角速度;T 、K 和 α为船舶模型参数;δ为船舶输入舵角， 是流速，是流向，是由风浪流引起的外界干扰信号。
控制目标是，設计控制率δ使得横向位移y在外界干扰影响下能跟踪上参考直线路径。
3.模型预测控制算法
3.1构造优化函数
参考文献[5]可以发现，依据迭代法，从开始k时刻预测以后Np个时刻的输出：
3.2预测控制算法控制器的设计
本文使用的是s函数模块，将s1函数设置为船舶路径模型，是由三个微分方程组成。一个输入为舵机舵角δ，三个输出为y，ψ，r，其中r为船首角速度S1函数的作用一方面是接收控制器的输入δ，立刻运行达到路径跟踪控制，另一个方面是把控制器所需要的参数反馈给它，本文实验所用的是大连海事大学实习船育龙，操作性指数T为216，K为0.478，α为30。S2函数便是设计的核心控制器，输入有三个参数，即被控系统s1函数的输出。S2函数输出为δ。计算关于未来输入u的优化函数f*，最后是求解优化函数f*，得到最优输入δ并输出。
4.风浪流干扰下的预测控制算法路径跟踪仿真
以“育龙”轮进行仿真实验，参数纵向速度u =7 .7 m/s ，K =0 .478，T =216 ，α=30 。
考虑有风浪和流干扰的情况，其中流干扰为流速Vc=2m/s，流向ψc=90°，w（t）=0.1sin（3t）。仿真结果如下：
可以看出在有时变的外界干扰情况下，模型预测控制仍能使y很好的跟踪上直线参考路径且有效强的鲁棒性，并且舵角变化范围小，对舵机的保护做了最大的优化。
参考文献
[1]Amerongen J V.Adaptive sreering of ships-a model reference approach.Automatica，1984，2（1）：3-14.
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