目錄
前言
1 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 無人艇發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.2 無人艇集群協(xié)同控制研究現(xiàn)狀 6
2 無人艇數(shù)學(xué)模型 9
2.1 無人艇數(shù)學(xué)模型建立 9
2.2 無人艇數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)變換 10
2.3 本章小結(jié) 12
3 基于有限時(shí)間控制理論的無人艇目標(biāo)跟蹤、軌跡跟蹤及集群協(xié)同控制 13
3.1 有限時(shí)間控制理論簡(jiǎn)述 13
3.2 基于PPC和ETM的欠驅(qū)動(dòng)無人艇有限時(shí)間軌跡跟蹤控制 14
3.2.1 問題描述 14
3.2.2 誤差約束 16
3.2.3 控制器設(shè)計(jì) 17
3.2.4 穩(wěn)定性分析 19
3.2.5 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 21
3.3 基于BLF和ETM的欠驅(qū)動(dòng)無人艇有限時(shí)間自適應(yīng)軌跡跟蹤控制 24
3.3.1 問題描述 24
3.3.2 tan型BLF 25
3.3.3 誤差約束 25
3.3.4 控制器設(shè)計(jì) 26
3.3.5 穩(wěn)定性分析 30
3.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 34
3.4 基于H∞與SOSMO的全驅(qū)動(dòng)無人艇有限時(shí)間軌跡跟蹤控制 37
3.4.1 問題描述 37
3.4.2 有限時(shí)間H∞控制 39
3.4.3 有限時(shí)間二階滑模觀測(cè)器設(shè)計(jì) 39
3.4.4 有限時(shí)間H∞控制器設(shè)計(jì) 41
3.4.5 穩(wěn)定性分析 42
3.4.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 45
3.5 基于H∞與SSNN的全驅(qū)動(dòng)無人艇有限時(shí)間軌跡跟蹤控制 48
3.5.1 問題描述 48
3.5.2 高增益觀測(cè)器 49
3.5.3 自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 50
3.5.4 控制器設(shè)計(jì) 52
3.5.5 穩(wěn)定性分析 54
3.5.6 仿真實(shí)驗(yàn)與MATLAB程序 57
3.6 基于tan型BLF和SSNN的欠驅(qū)動(dòng)無人艇有限時(shí)間編隊(duì)控制 67
3.6.1 問題描述 69
3.6.2 tan型BLF 70
3.6.3 領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者編隊(duì) 70
3.6.4 觀測(cè)器設(shè)計(jì) 73
3.6.5 控制器設(shè)計(jì) 74
3.6.6 穩(wěn)定性分析 78
3.6.7 橫蕩速度有界性證明 82
3.6.8 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 86
3.7 基于時(shí)變BLF和事件觸發(fā)策略的欠驅(qū)動(dòng)無人艇有限時(shí)間編隊(duì)控制 94
3.7.1 問題描述 94
3.7.2 LOS及編隊(duì) 95
3.7.3 時(shí)變BLF 96
3.7.4 控制器設(shè)計(jì) 97
3.7.5 穩(wěn)定性分析 100
3.7.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 105
3.8 本章小結(jié) 112
4 基于固定時(shí)間控制理論的無人艇集群協(xié)同控制 115
4.1 固定時(shí)間控制理論簡(jiǎn)述 115
4.2 基于MBLF和指令濾波器的欠驅(qū)動(dòng)無人艇固定時(shí)間編隊(duì)控制 117
4.2.1 問題描述 117
4.2.2 改進(jìn)型BLF 117
4.2.3 固定時(shí)間H∞控制 118
4.2.4 基于MBLF和指令濾波器的固定時(shí)間編隊(duì)控制器設(shè)計(jì) 119
4.2.5 穩(wěn)定性分析 124
4.2.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 127
4.3 基于MLP、BLF和相對(duì)閾值事件觸發(fā)的欠驅(qū)動(dòng)無人艇
固定時(shí)間編隊(duì)控制 135
4.3.1 問題描述 135
4.3.2 控制器設(shè)計(jì) 137
4.3.3 穩(wěn)定性分析 140
4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 146
4.4 本章小結(jié) 153
5 基于預(yù)定義時(shí)間控制理論的無人艇集群協(xié)同控制 155
5.1 預(yù)定義時(shí)間控制理論簡(jiǎn)述 155
5.1.1 問題描述 156
5.1.2 均勻量化器 157
5.1.3 改進(jìn)型非對(duì)稱BLF 157
5.1.4 預(yù)定義時(shí)間H∞控制 158
5.2 基于誤差約束的欠驅(qū)動(dòng)無人艇集群預(yù)定義時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 159
5.2.1 編隊(duì)隊(duì)形設(shè)計(jì) 161
5.2.2 具有誤差約束的控制器設(shè)計(jì) 161
5.2.3 穩(wěn)定性分析 166
5.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 172
5.3 基于FBLF和SSNN的預(yù)定義時(shí)間欠驅(qū)動(dòng)無人艇軌跡跟蹤控制 179
5.3.1 問題描述 179
5.3.2 基于FBLF的誤差約束 180
5.3.3 控制器設(shè)計(jì) 181
5.3.4 穩(wěn)定性分析 184
5.3.5 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 188
5.4 本章小結(jié) 194
6 基于自組織小波函數(shù)的無人艇集群協(xié)同控制 195
6.1 欠驅(qū)動(dòng)無人艇無模型集群控制概述 195
6.2 模糊小波函數(shù)簡(jiǎn)述 197
6.2.1 腦情緒學(xué)習(xí) 197
6.2.2 小波函數(shù)模型 198
6.2.3 模糊邏輯控制 200
6.3 基于小波函數(shù)的欠驅(qū)動(dòng)無人艇集群協(xié)同控制 202
6.3.1 領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者編隊(duì) 202
6.3.2 基于FBLF的誤差約束 204
6.3.3 基于FCMAC的制導(dǎo)控制器 206
6.3.4 基于FBELC的動(dòng)力學(xué)控制器 211
6.3.5 穩(wěn)定性分析 214
6.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 221
6.4 本章小結(jié) 230
7 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的無人艇集群最優(yōu)協(xié)同控制 231
7.1 強(qiáng)化學(xué)習(xí)簡(jiǎn)述 231
7.1.1 無模型強(qiáng)化學(xué)習(xí) 231
7.1.2 基于模型的強(qiáng)化學(xué)習(xí) 232
7.2 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的無人艇集群性能約束控制 233
7.2.1 假設(shè)與引理 233
7.2.2 具有誤差約束的最優(yōu)控制價(jià)值函數(shù) 234
7.2.3 分布式最優(yōu)編隊(duì)控制器 235
7.2.4 自組織動(dòng)作-評(píng)價(jià)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 243
7.2.5 分布式事件觸發(fā)最優(yōu)編隊(duì)控制器設(shè)計(jì) 243
7.2.6 穩(wěn)定性分析 244
7.2.7 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 252
7.3 本章小結(jié) 259
參考文獻(xiàn) 261