目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶鎮(zhèn)定控制研究進(jìn)展 1
1.2 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶跟蹤控制研究進(jìn)展 4
1.3 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶編隊(duì)控制研究進(jìn)展 10
第2章 非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析基礎(chǔ) 16
2.1 微分幾何理論基礎(chǔ) 16
2.2 Lyapunov穩(wěn)定性理論 18
第3章 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 24
3.1 參考坐標(biāo)系 24
3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 26
3.3 動(dòng)力學(xué)模型 27
3.3.1 剛體運(yùn)動(dòng)方程 27
3.3.2 流體動(dòng)力和力矩 29
3.3.3 回復(fù)力和力矩 31
3.3.4 外部干擾力和力矩 32
3.3.5 推進(jìn)力和力矩 35
3.3.6 模型總結(jié) 35
3.4 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶3自由度數(shù)學(xué)模型 36
3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)的3自由度水面船舶平面運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 36
3.4.2 簡(jiǎn)化的3自由度水面船舶平面運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 38
3.5 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶的可控性分析 39
3.6 本章小結(jié) 41
第4章 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶鎮(zhèn)定控制 42
4.1 直線航跡鎮(zhèn)定控制 42
4.1.1 問(wèn)題描述 42
4.1.2 控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析 44
4.1.3 仿真研究 50
4.2 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶動(dòng)力定位和靠泊鎮(zhèn)定控制 53
4.2.1 問(wèn)題描述 53
4.2.2 控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析 54
4.2.3 仿真研究 59
4.3 本章小結(jié) 66
第5章 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶的路徑跟蹤控制 67
5.1 基于精確模型的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶滑模路徑跟蹤控制 67
5.1.1 問(wèn)題描述 67
5.1.2 控制器設(shè)計(jì) 69
5.1.3 穩(wěn)定性分析 72
5.1.4 仿真研究 73
5.2 基于全局滑模控制的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定自適應(yīng)路徑跟蹤控制 78
5.2.1 問(wèn)題描述 78
5.2.2 控制器設(shè)計(jì) 79
5.2.3 穩(wěn)定性分析 84
5.2.4 仿真研究 85
5.3 基于LOS的路徑跟蹤控制 89
5.3.1 問(wèn)題描述 89
5.3.2 控制器設(shè)計(jì) 90
5.3.3 穩(wěn)定性分析 95
5.3.4 仿真研究 100
5.4 基于參考路徑參數(shù)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑跟蹤控制 101
5.4.1 路徑參數(shù)化 102
5.4.2 控制器設(shè)計(jì) 103
5.4.3 穩(wěn)定性分析 105
5.4.4 仿真研究 106
5.5 本章小結(jié) 108
第6章 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶的軌跡跟蹤控制 110
6.1 精確模型的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶軌跡跟蹤控制 110
6.1.1 問(wèn)題描述 111
6.1.2 控制器設(shè)計(jì) 112
6.1.3 穩(wěn)定性分析 115
6.1.4 仿真研究 116
6.2 不確定模型的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶魯棒自適應(yīng)軌跡跟蹤控制 119
6.2.1 問(wèn)題描述 119
6.2.2 不確定參數(shù)控制器設(shè)計(jì) 121
6.2.3 外界干擾自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì) 124
6.2.4 穩(wěn)定性分析 125
6.2.5 仿真研究 127
6.3 基于全局動(dòng)態(tài)非線性滑模的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶軌跡跟蹤控制 136
6.3.1 問(wèn)題描述 137
6.3.2 控制器設(shè)計(jì) 139
6.3.3 零動(dòng)力穩(wěn)定性分析 143
6.3.4 仿真研究 145
6.4 本章小結(jié) 147
第7章 欠驅(qū)動(dòng)水面船舶的編隊(duì)控制 149
7.1 精確模型的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶非線性滑模編隊(duì)控制 149
7.1.1 問(wèn)題描述 149
7.1.2 控制器設(shè)計(jì) 152
7.1.3 穩(wěn)定性分析 155
7.1.4 仿真研究 157
7.2 模型參數(shù)不確定和未建模不確定項(xiàng)影響的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶魯棒自適應(yīng)全局滑模編隊(duì)控制 159
7.2.1 問(wèn)題描述 160
7.2.2 控制器設(shè)計(jì) 163
7.2.3 穩(wěn)定性分析 167
7.2.4 仿真研究 169
7.3 領(lǐng)導(dǎo)船速度未知的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶全局滑模編隊(duì)控制 175
7.3.1 問(wèn)題描述 175
7.3.2 控制器設(shè)計(jì) 178
7.3.3 穩(wěn)定性分析 183
7.3.4 仿真研究 184
7.4 網(wǎng)絡(luò)通信受限的欠驅(qū)動(dòng)水面船舶分層編隊(duì)控制 189
7.4.1 問(wèn)題描述 189
7.4.2 保性能穩(wěn)定性分析 198
7.4.3 輸出反饋保性能控制器設(shè)計(jì) 199
7.4.4 仿真研究 201
7.5 本章小結(jié) 205
參考文獻(xiàn) 206