船舶智能航行制导与控制

张国庆张显库

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前言
绪论　1
1.1　船舶运动控制发展概述　2
1.2　船舶智能航行制导与控制　5
1.2.1　船舶动力定位控制　5
1.2.2　船舶路径跟踪控制　6
1.3　船舶智能航行关键问题分析　9
1.4　全书结构内容安排　10
基本概念与基础理论　12
2.1　Lyapunov稳定性理论　12
2.1.1　稳定的概念　12
2.1.2　Lyapunov稳定性定理　13
2.1.3　自适应Backstepping控制　15
2.2　非线性船舶运动数学模型　21
2.2.1　船舶平面运动的运动学关系　22
2.2.2　船舶动力学模型　23
2.2.3　执行伺服系统模型　24
2.3　海洋环境干扰模型　29
2.3.1　风干扰模型　29
2.3.2　海浪干扰模型　32
2.3.3　海流干扰模型　35
2.4海　洋环境干扰下的船舶运动数学模型　35
2.5　本章小结　36
3.1　问题描述　38
3.2　虚拟小船逻辑制导算法　40
3.3.1　控制器设计　41
3.3.2　稳定性分析　44
3.4　仿真研究　47
3.4.1　对比实验　48
3.4.2　海洋环境干扰下的实验结果　51
3.5　本章小结　53
4.1　问题描述　55
4.2　DVS制导算法　56
4.3.1　控制器设计　59
4.3.2　稳定性分析　62
4.4　仿真研究　65
4.5　本章小结　70
5.1　问题描述　71
5.2　面向动力定位任务的DVS优化制导　73
5.3.1　控制器设计　75
5.3.2　稳定性分析　77
5.4　仿真研究　79
5.4.1　对比实验　79
5.4.2　具有能量优化机制的实验结果　82
5.5　本章小结　85
6.1　问题描述　86
6.1.1　设计模型　86
6.1.2　扩展状态观测器　88
6.2　具有碰撞风险预测机制的DVS避障制导　89
6.3.1　观测器与控制器设计　94
6.3.2　稳定性分析　97
6.4　仿真研究　99
6.4.1　对比实验　99
6.4.2　海洋环境干扰下的实验结果　100
6.5　本章小结　104
7.1　问题描述　105
7.2　多静止目标环境下的DVS避障制导　107
7.3.1　控制器设计　110
7.3.2　稳定性分析　112
7.4　仿真研究　114
7.4.1　对比试验　114
7.4.2　海洋环境干扰下的实验结果　118
7.5　本章小结　119
8.1　问题描述　120
8.2　混合障碍目标环境下的DVS避障制导　122
8.3.1　控制器设计　126
8.3.2　稳定性分析　128
8.4　仿真研究　130
8.4.1　对比试验　130
8.4.2　海洋环境干扰下的实验结果　132
8.5　本章小结　135
附录：主要符号、缩写说明　136
参考文献　138