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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 欠驅動水面船舶鎮(zhèn)定控制研究進展 1
1.2 欠驅動水面船舶跟蹤控制研究進展 4
1.3 欠驅動水面船舶編隊控制研究進展 10
第2章 非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析基礎 16
2.1 微分幾何理論基礎 16
2.2 Lyapunov穩(wěn)定性理論 18
第3章 欠驅動水面船舶運動數(shù)學模型 24
3.1 參考坐標系 24
3.2 運動學模型 26
3.3 動力學模型 27
3.3.1 剛體運動方程 27
3.3.2 流體動力和力矩 29
3.3.3 回復力和力矩 31
3.3.4 外部干擾力和力矩 32
3.3.5 推進力和力矩 35
3.3.6 模型總結 35
3.4 欠驅動水面船舶3自由度數(shù)學模型 36
3.4.1 標準的3自由度水面船舶平面運動數(shù)學模型 36
3.4.2 簡化的3自由度水面船舶平面運動數(shù)學模型 38
3.5 欠驅動水面船舶的可控性分析 39
3.6 本章小結 41
第4章 欠驅動水面船舶鎮(zhèn)定控制 42
4.1 直線航跡鎮(zhèn)定控制 42
4.1.1 問題描述 42
4.1.2 控制器設計及穩(wěn)定性分析 44
4.1.3 仿真研究 50
4.2 欠驅動水面船舶動力定位和靠泊鎮(zhèn)定控制 53
4.2.1 問題描述 53
4.2.2 控制器設計及穩(wěn)定性分析 54
4.2.3 仿真研究 59
4.3 本章小結 66
第5章 欠驅動水面船舶的路徑跟蹤控制 67
5.1 基于精確模型的欠驅動水面船舶滑模路徑跟蹤控制 67
5.1.1 問題描述 67
5.1.2 控制器設計 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動水面船舶神經網絡穩(wěn)定自適應路徑跟蹤控制 78
5.2.1 問題描述 78
5.2.2 控制器設計 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 問題描述 89
5.3.2 控制器設計 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)化的神經網絡路徑跟蹤控制 101
5.4.1 路徑參數(shù)化 102
5.4.2 控制器設計 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 108
第6章 欠驅動水面船舶的軌跡跟蹤控制 110
6.1 精確模型的欠驅動水面船舶軌跡跟蹤控制 110
6.1.1 問題描述 111
6.1.2 控制器設計 112
6.1.3 穩(wěn)定性分析 115
6.1.4 仿真研究 116
6.2 不確定模型的欠驅動水面船舶魯棒自適應軌跡跟蹤控制 119
6.2.1 問題描述 119
6.2.2 不確定參數(shù)控制器設計 121
6.2.3 外界干擾自適應控制器設計 124
6.2.4 穩(wěn)定性分析 125
6.2.5 仿真研究 127
6.3 基于全局動態(tài)非線性滑模的欠驅動水面船舶軌跡跟蹤控制 136
6.3.1 問題描述 137
6.3.2 控制器設計 139
6.3.3 零動力穩(wěn)定性分析 143
6.3.4 仿真研究 145
6.4 本章小結 147
第7章 欠驅動水面船舶的編隊控制 149
7.1 精確模型的欠驅動水面船舶非線性滑模編隊控制 149
7.1.1 問題描述 149
7.1.2 控制器設計 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影響的欠驅動水面船舶魯棒自適應全局滑模編隊控制 159
7.2.1 問題描述 160
7.2.2 控制器設計 163
7.2.3 穩(wěn)定性分析 167
7.2.4 仿真研究 169
7.3 領導船速度未知的欠驅動水面船舶全局滑模編隊控制 175
7.3.1 問題描述 175
7.3.2 控制器設計 178
7.3.3 穩(wěn)定性分析 183
7.3.4 仿真研究 184
7.4 網絡通信受限的欠驅動水面船舶分層編隊控制 189
7.4.1 問題描述 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計 199
7.4.4 仿真研究 201
7.5 本章小結 205
參考文獻 206