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诺森水下航行器集群控制梁霄,曲星儒著9787030734822科学出版社
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前言
章 绪论 1
1.1 水下航行器集群概念 1
1.1.1 水下航行器集群定义 1
1.1.2 水下航行器集群背景 2
1.2 水下航行器集群系统研究概况 3
1.3 水下航行器集群控制研究概况 4
1.4 预备知识 6
1.4.1 反步控制 6
1.4.2 动态面控制 8
1.4.3 滑模控制 9
1.4.4 李雅普诺夫稳定理论 10
1.5 本书体系结构 12
参考文献 13
第2章 欠驱动水下航行器运动模型 16
2.1 运动学模型 16
2.1.1 符号定义 16
2.1.2 坐标系 17
2.2 动力学模型 20
2.2.1 六自由度模型 20
2.2.2 三自由度模型 24
2.. 控制特分析 25
. 操纵 28
..1 二维操纵 29
..2 三维操纵 31
2.4 本章小结 32
参考文献 32
第3章 欠驱动水下航行器轨迹跟踪控制 34
3.1 基于反步法的基础控制 34
3.1.1 二维基础控制 34
3.1.2 三维基础控制 40
3.2 基于动态面的二维轨迹跟踪控制 44
3.2.1 问题描述 44
3.2.2 速度转艏控制器设计 45
3.. 稳定分析 49
3.2.4 实验 51
3.3 基于自适应动态面的三维轨迹跟踪控制 53
3.3.1 问题描述 53
3.3.2 速度转艏纵倾控制器设计 55
3.3.3 稳定分析 58
3.3.4 实验 59
3.4 基于神经网络逼近的轨迹跟踪控制 61
3.4.1 问题描述 61
3.4.2 控制器设计及稳定分析 61
3.4.3 实验 70
3.5 基于模糊逼近的轨迹跟踪控制 73
3.5.1 控制器设计及稳定分析 74
3.5.2 实验 80
3.6 本章小结 84
参考文献 84
第4章 欠驱动水下航行器路径跟踪控制 86
4.1 基于模糊势函数的路径规划 87
4.1.1 问题描述 87
4.1.2 模糊势函数设计 87
4.1.3 实验 90
4.2 基于自适应滑模的水平面路径跟踪控制 91
4.2.1 问题描述 91
4.2.2 自适应滑模控制器设计 93
4.. 稳定分析 95
4.2.4 实验 95
4.3 基于自适应滑模的垂直面路径跟踪控制 98
4.3.1 问题描述 98
4.3.2 自适应滑模控制器设计 100
4.3.3 实验 102
4.4 基于阻尼反步法的三维路径跟踪控制 105
4.4.1 问题描述 105
4.4.2 阻尼反步控制器设计 107
4.4.3 稳定分析 111
4.4.4 实验 113
4.5 基于海流观测器的三维路径跟踪控制 114
4.5.1 海流干扰分析 115
4.5.2 海流观测器设计 117
4.5.3 反步滑模控制器设计 118
4.5.4 稳定分析 121
4.5.5 实验 1
4.6 本章小结 126
参考文献 126
第5章 多水下航行器协同编队控制 128
5.1 基于领航跟随的二维编队控制 128
5.1.1 领航跟随编队模型 128
5.1.2 问题描述 130
5.1.3 基于级联的控制器设计及稳定分析 132
5.1.4 实验 139
5.2 基于虚拟航行器的三维领航跟随编队控制 144
5.2.1 问题描述 144
5.2.2 虚拟航行器设计 145
5.. 控制器设计及稳定分析 147
5.2.4 实验 150
5.3 基于路径参数一致的多路径协同跟踪控制 151
5.3.1 问题描述 151
5.3.2 控制器设计及稳定分析 152
5.3.3 实验 156
5.4 基于路径参数包含的单路径协同跟踪控制 158
5.4.1 问题描述 158
……
《水下航行器集群控制》从模型、理论和等角度,深入系统介绍水下航行器集群控制的理论和方法。首先,《水下航行器集群控制》概述了水下航行器集群研究现状,并对反步、滑模等非线控制方法进行简单介绍;其次,通过分析航行器控制特,建立运动学模型,并基于该模型进行操纵;再次,针对欠驱动水下航行器轨迹跟踪控制、路径规划、路径跟踪控制、多路径协同跟踪控制、单路径包围控制、集群轨迹跟踪控制、集群路径跟踪控制及集群避障等问题,分别基于动态面、神经网络、模糊系统、图论、势函数及一致等理论设计控制器;,为验上述控制方法的有效和优越,给出了详细的理论明和结果。
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