《船舶航向航跡非線性控制研究》是2019年5月1日中國水利水電出版社出版的圖書，作者是劉文江。
基本介紹
- 中文名：船舶航向航跡非線性控制研究
- 作者：劉文江
- 出版社：中國水利水電出版社
- ISBN：9787517077244
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
針對不確定性和外界干擾條件下的欠驅動船舶航行控制問題，本書嘗試採用自抗擾控制、滑模控制、Backstepping控制等幾種控制算法進行航向航跡控制研究，重點闡述了航向航跡控制算法的實現問題，為提高船舶航行控制系統的魯棒性提供了新的控制思路和方案。本文成果也可以推廣套用於水下潛器、非完整移動機器人等其它具有欠驅動特性的系統中，具有較好的普適性。本書可作為從事船舶控制工程、控制理論與控制工程相關專業的教師、研究生、高年級本科生的課程教材與教學用書，亦可作為船舶控制工程研究和設計人員的參考書。
圖書目錄
前言
第1章 緒論
1.1 研究的意義及選題來源
1.2 船舶航向、航跡控制國內外研究概述
1.2.1 船舶航向控制
1.2.2 船舶航跡控制
1.3 非線性不確定系統的魯棒控制方法
1.3.1 L,yapunov技術
1.3.2 變結構控制
1.3.3 Backstepping控制
1.3.4 自適應技術
1.3.5 模糊控制技術
1.3.6 自抗擾控制技術
1.4 研究內容以及主要章 節安排
第2章 理論基礎
2.1 Lyapunov穩定性理論
2.1.1 基本概念
2.1.2 Lyapunov穩定性定理
2.1.3 Barbalet引理
2.2 滑模變結構理論
2.2.1 滑模變結構控制的基本原理
2.2.2 滑模變結構控制的不變性
2.2.3 變結構控制系統的抖動問題
2.2.4 滑模變結構控制系統的綜合
2.3 Backstepping控制原理
2.4 自抗擾控制理論
2.4.1 自抗擾控制器簡介
2.4.2 自抗擾控制器的結構
2.5 小結
第3章 欠驅動水面船舶的運動數學模型
3.1 引言
3.2 船舶運動數學模型
3.2.1 船舶運動坐標系統和運動學
3.2.2 船舶耦合運動方程建模
3.2.3 船舶水平面三自由度一般方程
3.2.4 簡化的船舶水平面三自由度運動模型.
3.2.5 回響型船舶運動數學模型
3.2.6 舵機模型
3.3 干擾的數學模型
3.3.1 海風乾擾
3.3.2 海浪干擾
3.3.3 海流干擾
3.4 小結
第4章 船舶航向控制器設計
4.1 引言
4.2 基於自抗擾控制技術的船舶航向控制器設計
4.2.1 Norrbin不確定性模型
4.2.2 船舶航向自抗擾控制器設計
4.2.3 自抗擾控制器參數整定
4.2.4 仿真結果
4.3 基於自適應模糊滑模控制的船舶航向控制器設計
4.3.1 自適應模糊滑模控制
4.3.2 船舶航向自適應模糊滑模控制器設計
4.3.3 仿真結果
4.4 基於擾動觀測器的船舶航向Backstepping控制器設計
4.4.1 擾動觀測器介紹
4.4.2 船舶不確定性動態方程
4.4.3 非線性干擾觀測器
4.4.4 船舶航向Backstepping控制器設計
4.4.5 仿真結果
4.5 小結
第5章 欠驅動船舶航跡控制器設計
5.1 引言
5.2 欠驅動船舶直線航跡控制
5.2.1 直線航跡數學模型
5.2.2 船舶直線航跡自抗擾控制器設計
5.2.3 仿真結果
5.3 基於微分同胚變換的船舶直線Backstepping航跡控制
5.3.1 Backstepping控制器設計
5.3.2 仿真結果
5.4 基於L0 s導航滑模控制的船舶直線航跡控制
5.4.1 LOS導航算法
5.4.2 基於LOS的直線航跡滑模控制器設計
5.4.3 仿真結果
5.5 基於LOS導航Backstepping控制的船舶曲線航跡控制
5.5.1 三自由度非線性數學模型
5.5.2 基於Backstepping的控制律設計
5.5.3 仿真結果
5.6 小結
第6章 船舶航向、航跡控制系統實現及實驗
6.1 主要功能及技術指標
6.2 系統總體結構
6.3 系統的硬體實現
6.4 系統的軟體實現
6.5 系統聯調實驗
6.6 結果分析
6.6.1 航向控制實驗
6.6.2 航跡控制實驗
6.7 小結
第7章 總結和展望
7.1 主要研究內容
7.2 主要創新點
7.3 應該進一步研究的問題
參考文獻
