自主海洋航行器鎮(zhèn)定、跟蹤及協(xié)同編隊

智能交通與運載工程前沿技術叢書序言
前言
第1章緒論1
1.1研究背景及意義1
1.2問題分類1
1.3鎮(zhèn)定控制3
1.3.1抗干擾周期時變鎮(zhèn)定控制3
1.3.2執(zhí)行器死區(qū)與偏航約束問題6
1.3.3切換策略7
1.4軌跡跟蹤控制9
1.4.1抗干擾軌跡跟蹤控制9
1.4.2輸出約束下軌跡跟蹤控制12
1.5協(xié)同編隊12
1.5.1協(xié)同路徑跟隨13
1.5.2領航與跟隨策略15
1.5.3其他策略17
1.6全書結構安排18
第2章基礎知識20
2.1數(shù)學建模20
2.1.1AMV水平面運動數(shù)學模型21
2.1.2AMV三維運動數(shù)學模型22
2.2預備知識22
2.2.1穩(wěn)定性定義22
2.2.2穩(wěn)定性證明相關引理23
2.2.3障礙李雅普諾夫函數(shù)25
2.2.4RBF神經(jīng)網(wǎng)絡25
2.3符號說明26
第3章AMV全局漸近時變鎮(zhèn)定控制28
3.1問題描述28
3.2模型變換29
3.3分數(shù)冪方法31
3.3.1AMV鎮(zhèn)定控制31
3.3.2收斂速度分析35
3.4變周期方法37
3.5仿真分析42
3.5.1分數(shù)冪方法42
3.5.2變周期方法46
3.6本章小結50
第4章AMV抗干擾時變鎮(zhèn)定控制51
4.1問題描述51
4.2固定時間擾動觀測器52
4.3控制器設計與穩(wěn)定性證明57
4.4仿真分析64
4.5本章小結69
第5章狀態(tài)受限及執(zhí)行器死區(qū)下AMV抗擾時變鎮(zhèn)定控制70
5.1問題描述70
5.2狀態(tài)受限問題71
5.3執(zhí)行器死區(qū)下的擾動觀測器79
5.4AMV全局漸近鎮(zhèn)定82
5.4.1初值位于約束區(qū)域內(nèi)82
5.4.2初始條件任意84
5.4.3相關擴展85
5.5仿真分析89
5.6本章小結96
第6章切換策略下的AMV全局指數(shù)鎮(zhèn)定控制97
6.1固定時間策略97
6.1.1問題描述97
6.1.2執(zhí)行器死區(qū)下的AMV鎮(zhèn)定控制98
6.2尺度函數(shù)策略111
6.2.1問題描述111
6.2.2微分同胚變換112
6.2.3控制器設計與穩(wěn)定性證明114
6.3數(shù)值仿真120
6.3.1固定時間策略120
6.3.2尺度函數(shù)策略124
6.4本章小結128
第7章執(zhí)行器飽和下的AMV軌跡跟蹤控制129
7.1執(zhí)行器飽和問題129
7.1.1問題描述129
7.1.2擾動觀測器設計及穩(wěn)定性分析131
7.1.3軌跡跟蹤控制律設計及穩(wěn)定性分析132
7.2未知時變擾動下的軌跡跟蹤138
7.2.1問題描述138
7.2.2擾動觀測器設計及穩(wěn)定性分析138
7.2.3軌跡跟蹤控制律設計及穩(wěn)定性分析140
7.3仿真分析145
7.3.1飽和問題145
7.3.2未知時變擾動150
7.4本章小結156
第8章狀態(tài)受限海洋航行器軌跡跟蹤控制157
8.1系統(tǒng)模型和問題描述157
8.2控制器設計159
8.2.1有限時間觀測器設計159
8.2.2模型變換159
8.2.3約束變換162
8.2.4設計新控制器ω1e和ω2e162
8.3仿真分析166
8.4本章小結170
第9章狀態(tài)受限的AMV有限時間編隊控制171
9.1系統(tǒng)模型和問題描述171
9.1.1AMV模型及相應變換171
9.1.2控制目標173
9.2控制器設計與穩(wěn)定性證明176
9.2.1有限時間擾動觀測器設計176
9.2.2相關引理176
9.2.3設計控制器177
9.3仿真分析181
9.4本章小結186
第10章速度未知下的AMV抗干擾編隊控制187
10.1時變擾動問題187
10.1.1問題描述187
10.1.2編隊控制律設計及穩(wěn)定性分析191
10.2速度未知下的AMV編隊196
10.2.1問題描述196
10.2.2速度觀測器設計199
10.2.3編隊控制律設計及穩(wěn)定性分析204
10.3仿真分析212
10.3.1時變擾動問題212
10.3.2速度未知問題215
10.4本章小結221
第11章速度未知下AMV抗干擾固定時間編隊控制222
11.1時變擾動問題222
11.1.1問題描述222
11.1.2擾動觀測器224
11.1.3編隊控制律及穩(wěn)定性分析226
11.2速度未知下AMV固定時間編隊控制229
11.2.1問題描述229
11.2.2基于可測速度及位置的編隊控制律230
11.2.3速度觀測器236
11.2.4基于速度觀測器的控制律設計及穩(wěn)定性分析242
11.3仿真分析243
11.3.1時變擾動問題243
11.3.2速度未知問題仿真247
11.4本章小結254
第12章基于事件觸發(fā)間歇通信的AMV固定時間編隊控制255
12.1問題描述255
12.2觸發(fā)事件設計256
12.3控制器設計及穩(wěn)定性分析257
12.4仿真分析261
12.5本章小結269
參考文獻270