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水下航行器跟踪控制的非线性理论分析

作者：张利军，姜大鹏，胡忠辉

出版社：科学出版社出版时间：2019-11-01

开本： B5 页数： 240

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水下航行器跟踪控制的非线性理论分析版权信息

ISBN：9787030592781
条形码：9787030592781 ; 978-7-03-059278-1
装帧：平装胶订
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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水下航行器跟踪控制的非线性理论分析本书特色

《水下航行器跟踪控制的非线性理论分析》是近些年作者在非线性控制理论以及水下航行器(UUV)运动控制理论方面研究成果的总结和提炼。内容由三部分组成：非线性控制理论基本概念和UUV运动控制原理；UUV平面运动控制非线性设计理论；UUV空间运动的非线性控制设计理论。《水下航行器跟踪控制的非线性理论分析》大部分内容是对作者近年来发表的相关领域的学术论文的梳理，强调非线性控制理论在UUV运动控制问题中的探索和实践，突出理论性和前瞻性。

水下航行器跟踪控制的非线性理论分析内容简介

书籍主要是本人及其合作者近些年在非线性控制理论以及水下机器人运动控制的一些研究成果的总结和梳理。介绍了非线性自适应控制的理论设计问题，同时针对水下机器人的航迹控制，路径跟踪，编队控制等理论问题，给出了基于人工智能设计思想的智能自适应控制设计算法。通过真实的实验数据仿真，证实了所提出算法的合理性和可行性。本书籍将对该领域学生的进一步学习和科研人员的研究工作有很好的参考价值和促进作用。

水下航行器跟踪控制的非线性理论分析目录

目录前言第1章绪论 11.1 背景描述 11.2 UUV的发展状况 31.2.1 国外发展状况 31.2.2 国内发展状况 61.3 UUV系统特性分析 81.4 UUV跟踪问题描述 91.5 UUV跟踪控制技术的国内外研究现状 131.5.1 国外研究现状 131.5.2 国内研究现状 19第2章非线性控制理论相关的基本知识 252.1 非线性系统稳定性理论的基本知识 252.1.1 稳定性基本概念 252.1.2 拉萨尔不变原理和巴尔伯拉特引理 282.1.3 有界性与*终有界性 302.2 微分几何基础知识 312.3 广义预测控制理论的基本知识 34第3章 UUV建模与分析 393.1 UUV的六自由度模型 393.1.1 坐标系与运动参数定义 393.1.2 运动学模型 403.1.3 UUV的六自由度动力学方程 423.2 UUV特性分析 513.2.1 水平面运动特性分析 523.2.2 垂直面运动特性分析 553.2.3 区间约束特性分析 573.2.4 不对称性特性分析 583.3 UUV运动过程中扰动量分析 583.4 UUV硬件结构和控制仿真系统概述 613.4.1 UUV硬件结构 613.4.2 UUV路径跟踪控制仿真系统 633.5 UUV运动模型的操纵性仿真 633.5.1 水平面Z 形机动 633.5.2 垂直面超越机动 643.5.3 空间螺旋运动 65第4章 UUV定深问题的自适应输出反馈控制设计 674.1 引言 674.2 UUV垂直面运动模型简化 684.3 自适应输出反馈控制器结构及稳定性分析 704.3.1 观测器设计 704.3.2 控制器设计及稳定性分析 714.4 仿真结果与分析 774.4.1 有效性验证 784.4.2 鲁棒性验证 79第5章载体坐标系下UUV近水面路径跟踪控制设计 815.1 引言 815.2 近水面UUV动态模型 825.3 近水面UUV运动控制设计 835.4 稳定性分析 885.5 仿真结果与分析 915.5.1 有效性验证 925.5.2 鲁棒性验证 93第6章带有输入时延的UUV远程预测控制设计 956.1 引言 956.2 问题描述和预备知识 966.3 系统的辨识 1006.4 远程预测控制和稳定性分析 1046.4.1 预测模型 1056.4.2 预测误差系统的稳定性分析 1056.4.3 远程预测控制器设计 1066.4.4 数值仿真 1076.5 UUV远程预测控制设计及稳定性分析 1096.5.1 观测器设计 1106.5.2 神经网络自适应控制器 1116.5.3 鲁棒控制器设计 1126.5.4 局部子系统稳定性分析 1126.5.5 UUV远程预测控制 1156.6 UUV运动控制仿真分析 117第7章 Serret-Frenet坐标系下UUV路径跟踪控制设计 1217.1 引言 1217.2 UUV动态模型 1217.3 UUV运动学路径跟踪控制设计 1247.4 UUV动力学路径跟踪控制设计 1297.5 仿真结果与分析 1357.5.1 直线参考路径 1367.5.2 曲线参考路径 138第8章基于自适应反步法的UUV空间路径点跟踪控制设计 1428.1 引言 1428.2 视线法导航方法简述 1428.3 基于视线法的运动学误差方程 1458.4 控制器设计 1478.5 稳定性分析 1498.6 UUV三维路径点跟踪控制仿真 150第9章基于反步法的UUV三维路径跟踪控制设计 1569.1 引言 1569.2 基于虚拟向导的UUV运动学误差方程推导 1579.2.1 UUV运动学误差方程推导 1579.2.2 动力学方程 1609.3 基于反步法的欠驱动UUV空间路径跟踪控制设计 1609.3.1 UUV动力学稳定性分析 1619.3.2 UUV运动学稳定性分析 1639.4 闭环系统稳定性分析 1649.5 UUV的三维路径跟踪控制实验设计及仿真 1659.5.1 仿真实验设计问题描述 1659.5.2 空间螺旋曲线的路径跟随控制仿真 166第10章基于滤波反步法的UUV三维轨迹跟踪控制设计 17010.1 引言 17010.2 基于反步法的欠驱动UUV三维轨迹跟踪控制 17110.2.1 控制目标 17210.2.2 坐标变换 17310.2.3 控制设计 17710.2.4 稳定性分析 18010.3 滤波反步法简述 18310.3.1 滤波器设计 18310.3.2 滤波反步法设计 18410.4 基于滤波反步法的欠驱动UUV水平面轨迹跟踪控制 18610.4.1 位置控制 18710.4.2 偏航角控制 19010.4.3 速度和偏航角速度控制 19110.4.4 闭环系统稳定性分析 19110.5 基于滤波反步法的欠驱动UUV三维轨迹跟踪控制 19210.5.1 变量定义说明 19210.5.2 横向速度和垂向速度有界性证明 19410.5.3 控制器设计 19510.5.4 UUV三维轨迹跟踪闭环系统稳定性分析 20110.6 仿真实验分析 20210.6.1 UUV水平面轨迹跟踪控制 20210.6.2 UUV三维轨迹跟踪控制 205参考文献 208附录A 220附录B 221附录C 224

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