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船舶在实际航行中会产生参数摄动，而风浪流产生的外界干扰又是不可避免的，因此寻求新的控制方法以满足船舶在实际航行中的需要已成为近几年的研究热点。本文研究了欠驱动船舶轨迹跟踪的非线性鲁棒控制问题。 本研究主要内容包括：⑴针对欠驱动船舶在外界干扰上界未知情况下的轨迹跟踪问题，设计了一种带有干扰观测器的滑模鲁棒控制器。首先，运用干扰观测器去估计外界干扰;其次，把欠驱动船舶的运动系统分为运动学和动力学回路，在运动学回路中设计虚拟控制律，将轨迹跟踪控制问题转化为镇定纵向速度和横向速度的误差，在动力学回路引入积分滑模控制，通过控制船舶的纵向推力和转向力矩来镇定船舶的纵向和横向速度的误差;最后，通过Lyapunov稳定性分析证明了系统的稳定性，仿真计算表明所设计的控制器能使欠驱动船舶实现对期望直线和曲线的精确跟踪。⑵针对欠驱动船舶在参数不确定和风浪流干扰下的轨迹跟踪问题，设计了一种滑模鲁棒控制器。把欠驱动船舶的运动系统分为运动学回路和动力学回路，在运动学回路设计虚拟控制律将轨迹跟踪问题转化为镇定纵向速度和横向速度的误差，在动力学回路运用基于上下界的积分滑模控制方法，通过控制船舶的纵向推力和转向力矩来镇定船舶的纵向速度和横向速度的误差。通过Lyapunov稳定性分析证明了系统的稳定性，仿真计算表明所设计的控制器的有效性和鲁棒性。⑶针对非对称欠驱动船舶在参数不确定和外界时变干扰下的轨迹控制问题，设计了一种滑模鲁棒控制器。首先通过非线性坐标变换解决欠驱动船舶的惯性矩阵为非对角矩阵的问题;其次把欠驱动船舶的运动系统分为运动学回路和动力学回路，在运动学回路中设计虚拟控制律，将轨迹跟踪问题转化为镇定纵向速度和横向速度的误差，在动力学回路引入积分滑模控制，通过控制船舶的纵向推力和转向力矩来镇定船舶的纵向速度和横向速度的误差;最后通过Lyapunov函数证明了系统的稳定性，仿真计算表明所设计控制器的有效性、鲁棒性和普遍适用性。