【船舶控制工程】基于反步法的欠驱动船路径跟踪控制器设计：海洋环境干扰下的稳定航行系统实现（论文复现含详细代码及解释）

内容概要：该论文专注于欠驱动水面船舶在海洋环境干扰下的路径跟踪控制问题。通过建立水平面三自由度运动数学模型，考虑风、浪、流等环境因素的影响，采用视线法(LOS)设定期望航向角，并利用反步法设计路径跟踪控制器，基于李雅普诺夫理论分析系统的稳定性。论文提供了详细的Python代码实现，涵盖了船舶参数设定、动力学模型、LOS导引算法、反步控制器设计及仿真主程序，通过仿真实验验证了方法的有效性。此外，还深入探讨了海洋环境干扰模型、改进的反步控制器设计、稳定性分析等内容，并提供了多种控制算法的实现与对比，如Serret-Frenet坐标系方法、鲁棒自适应控制策略等。 适合人群：具备一定编程基础，特别是对自动控制理论和海洋工程感兴趣的科研人员、研究生或工作1-3年的研发人员。 使用场景及目标：①理解欠驱动船舶路径跟踪控制的基本原理；②掌握反步法控制器设计的具体步骤；③学习如何在存在环境干扰的情况下实现有效的路径跟踪；④通过代码实践加深对控制算法的理解和应用。 其他说明：此资源不仅提供了理论分析，还有详细的代码实现，可以帮助读者更好地理解和实现基于反步法的欠驱动船舶路径跟踪控制。建议读者结合理论学习和代码调试，逐步掌握相关知识点，并尝试修改代码以适应不同的应用场景。