无人帆船建模与运动控制

图书标准信息

• 作者 沈智鹏
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2022-07
• 版次 31
• ISBN 9787030726254
• 定价 99.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 212页
• 字数 262千字

【内容简介】

本书系统深入地总结作者多年来在无人帆船建模与运动控制理论、方法和技术应用等方面取得的研究成果，涵盖无人帆船运动建模、航速在线优化、路径规划、跟踪控制等问题，结合极值搜索、蚁群算法、动态面技术、扩张状态观测器等前沿理论和方法，设计无人帆船的航速在线优化方案、路径规划方法和运动控制策略。

【目录】

章 绪论 1

1.1 无人帆船运动与控制机理 2

1.2 帆船气动力数值计算研究现状 4

1.3 无人帆船路径规划研究现状 5

1.4 无人帆船运动控制研究现状 6

参文献 7

第2章 无人帆船气动力数值计算与建模 10

2.1 帆船整体气动力能的数值计算 10

2.1.1 帆船气动力分析 11

2.1.2 数值模拟模型 12

2.1.3 帆船整体气动力能分析 15

2.1.4 帆船整体气动力数据库建立 18

2.2 无人帆船纵运动数学建模与 23

2.2.1 帆船纵运动数学建模 24

2.2.2 帆船纵运动 28

2.3 帆船纵可控区与帆舵联合纵策略 34

2.3.1 均匀风下帆船纵可控区分析 35

2.3.2 帆船帆舵联合纵策略 40

参文献 44

第3章 无人帆船航速极值搜索控制在线优化 45

3.1 无人帆船航速的经典扰动极值搜索控制在线优化 45

3.1.1 问题描述 45

3.1.2 方案设计 47

3.1.3 稳定分析 48

3.1.4 研究 50

3.2 无人帆船航速的无稳态振荡扰动极值搜索控制在线优化 55

3.2.1 问题描述 56

3.2.2 方案设计 56

3.2.3 稳定分析 57

3.2.4 研究 62

3.3 无人帆船航速的传统滑模极值搜索控制在线优化 67

3.3.1 问题描述 68

3.3.2 方案设计 68

3.3.3 稳定分析 71

3.3.4 研究 73

3.4 无人帆船航速的无稳态振荡滑模极值搜索控制在线优化 77

3.4.1 问题描述 77

3.4.2 方案设计 77

3.4.3 稳定分析 79

3.4.4 研究 81

参文献 85

第4章 无人帆船全局和局部路径规划 88

4.1 基于改进蚁群算的无人帆船全局路径规划 88

4.1.1 基本蚁群算 88

4.1.2 带风向因素的改进蚁群算环境建模 90

4.1.3 改进蚁群算启发函数设计 92

4.1.4 改进蚁群算信息素更新规则 93

4.1.5 改进蚁群算步骤 94

4.1.6 研究 96

4.2 基于切向选择人工势场的无人帆船局部路径规划 102

4.2.1 引力势场 103

4.2.2 斥力势场 104

4.2.3 逆风风力势场 106

4.2.4 切向选择人工势场步骤 107

4.2.5 研究 108

4.3 基于切向角度补偿人工势场的无人帆船局部路径规划 112

4.3.1 无人帆船角度补偿 112

4.3.2 切向角度补偿人工势场步骤 113

4.3.3 研究 115

参文献 124

第5章 无人帆船航向自适应动态面控制 126

5.1 控制增益未知的无人帆船自适应动态面航向控制 126

5.1.1 问题描述 127

5.1.2 自适应动态面航向控制器设计 127

5.2 输入受限无人帆船的自适应递归滑模动态面航向控制 138

5.2.1 问题描述 138

5.2.2 自适应递归滑模动态面航向控制器设计 139

5.2.3 研究 146

5.3 基于非仿射模型的输入受限无人帆船自适应动态面航向控制 150

5.3.1 问题描述 150

5.3.2 小参数自适应递归滑模动态面航向控制器设计 152

5.3.3 研究 158

参文献 162

第6章 无人帆船路径跟踪动态面控制 164

6.1 基于积分los的无人帆船路径跟踪动态面控制 164

6.1.1 问题描述 165

6.1.2 路径跟踪控制器设计 168

6.1.3 研究 173

6.2 带迎风换舷策略的无人帆船路径跟踪动态面控制 178

6.2.1 问题描述 178

6.2.2 迎风换舷策略设计 180

6.2.3 路径跟踪控制器设计 181

6.2.4 研究 185

6.3 带有速度调节的无人帆船路径跟踪动态面控制 189

6.3.1 问题描述 190

6.3.2 路径跟踪控制器设计 191

6.3.3 研究 195

参文献 201