船舶智能航行制導(dǎo)與控制

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　船舶運(yùn)動(dòng)控制發(fā)展概述　2
1.2　船舶智能航行制導(dǎo)與控制　5
1.2.1　船舶動(dòng)力定位控制　5
1.2.2　船舶路徑跟蹤控制　6
1.3　船舶智能航行關(guān)鍵問(wèn)題分析　9
1.4　全書結(jié)構(gòu)內(nèi)容安排　10
第2章　基本概念與基礎(chǔ)理論　12
2.1　Lyapunov穩(wěn)定性理論　12
2.1.1　穩(wěn)定的概念　12
2.1.2　Lyapunov穩(wěn)定性定理　13
2.1.3　自適應(yīng)Backstepping控制　15
2.2　非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型　21
2.2.1　船舶平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系　22
2.2.2　船舶動(dòng)力學(xué)模型　23
2.2.3　執(zhí)行伺服系統(tǒng)模型　24
2.3　海洋環(huán)境干擾模型　29
2.3.1　風(fēng)干擾模型　29
2.3.2　海浪干擾模型　32
2.3.3　海流干擾模型　35
2.4?！⊙蟓h(huán)境干擾下的船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型　35
2.5　本章小結(jié)　36
第3章　最小參數(shù)化條件下的船舶智能制導(dǎo)與魯棒控制　38
3.1　問(wèn)題描述　38
3.2　虛擬小船邏輯制導(dǎo)算法　40
3.3　最小參數(shù)化條件下的簡(jiǎn)捷魯棒自適應(yīng)控制　41
3.3.1　控制器設(shè)計(jì)　41
3.3.2　穩(wěn)定性分析　44
3.4　仿真研究　47
3.4.1　對(duì)比實(shí)驗(yàn)　48
3.4.2　海洋環(huán)境干擾下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果　51
3.5　本章小結(jié)　53
第4章　考慮執(zhí)行器配置約束的船舶智能制導(dǎo)與魯棒控制　54
4.1　問(wèn)題描述　55
4.2　DVS制導(dǎo)算法　56
4.3　考慮低頻增益學(xué)習(xí)的魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制　59
4.3.1　控制器設(shè)計(jì)　59
4.3.2　穩(wěn)定性分析　62
4.4　仿真研究　65
4.5　本章小結(jié)　70
第5章　海洋工程環(huán)境下動(dòng)力定位船舶優(yōu)化制導(dǎo)與魯棒控制　71
5.1　問(wèn)題描述　71
5.2　面向動(dòng)力定位任務(wù)的DVS優(yōu)化制導(dǎo)　73
5.3　考慮執(zhí)行器增益不確定的動(dòng)力定位魯棒自適應(yīng)控制　74
5.3.1　控制器設(shè)計(jì)　75
5.3.2　穩(wěn)定性分析　77
5.4　仿真研究　79
5.4.1　對(duì)比實(shí)驗(yàn)　79
5.4.2　具有能量?jī)?yōu)化機(jī)制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果　82
5.5　本章小結(jié)　85
第6章　具有碰撞風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)機(jī)制的船舶智能制導(dǎo)與魯棒控制　86
6.1　問(wèn)題描述　86
6.1.1　設(shè)計(jì)模型　86
6.1.2　擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器　88
6.2　具有碰撞風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)機(jī)制的DVS避障制導(dǎo)　89
6.3　基于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的魯棒自適應(yīng)控制　94
6.3.1　觀測(cè)器與控制器設(shè)計(jì)　94
6.3.2　穩(wěn)定性分析　97
6.4　仿真研究　99
6.4.1　對(duì)比實(shí)驗(yàn)　99
6.4.2　海洋環(huán)境干擾下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果　100
6.5　本章小結(jié)　104
第7章　多靜止目標(biāo)環(huán)境下船舶智能制導(dǎo)與魯棒控制　105
7.1　問(wèn)題描述　105
7.2　多靜止目標(biāo)環(huán)境下的DVS避障制導(dǎo)　107
7.3　考慮計(jì)算負(fù)載需求的魯棒有限時(shí)間控制　110
7.3.1　控制器設(shè)計(jì)　110
7.3.2　穩(wěn)定性分析　112
7.4　仿真研究　114
7.4.1　對(duì)比試驗(yàn)　114
7.4.2　海洋環(huán)境干擾下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果　118
7.5　本章小結(jié)　119
第8章　混合障礙目標(biāo)環(huán)境下船舶智能制導(dǎo)與魯棒控制　120
8.1　問(wèn)題描述　120
8.2　混合障礙目標(biāo)環(huán)境下的DVS避障制導(dǎo)　122
8.3　考慮執(zhí)行器增益不確定的路徑跟蹤魯棒有限時(shí)間控制　126
8.3.1　控制器設(shè)計(jì)　126
8.3.2　穩(wěn)定性分析　128
8.4　仿真研究　130
8.4.1　對(duì)比試驗(yàn)　130
8.4.2　海洋環(huán)境干擾下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果　132
8.5　本章小結(jié)　135
附錄：主要符號(hào)、縮寫說(shuō)明　136
參考文獻(xiàn)　138