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对船舶航向非线性系统，提出了一种基于神经网络方法的鲁棒跟踪控制器．系统由船舶运动非线性响应模型和舵机伺服系统串联构成，其中运动响应模型考虑了建模误差和外界干扰力等非匹配不确定性．对建模误差和期望舵角的一阶导数项应用在线二层神经网络予以辨识和补偿，不确定性干扰项处理应用L2增益设计．采用Lyapunov函数递推法，得到包括神经网络权值算法在内的跟踪控制器．跟踪误差和神经网络权值误差的一致终值有界性保证了系统的鲁棒稳定性，合理的控制器参数选择保证了控制精度．仿真结果验证了控制器的有效性．