水下无人航行器控制技术_PDF下载[143MB-百度云]严浙平

内容简介

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　　控制技术是制约水下无人航行器能否成功应用的关键技术之一，也是自动远程航海和自主执行任务的基础和保障。《水下无人航行器控制技术》是团队近20年科研实践的总结，结合水动力学、空间运动学等建立了航行器载体数字运动模型，研究了水下无人航行器的作业娄型、工作流程以及自主作业的控制需求，开展了水下无人航行器的数据处理与信息融合、决策评估与动态规划、空间运动控制等适用方法，后结合科研实践阐述了水下无人航行器的试验及测试方法，并给出了实际案例。　　《水下无人航行器控制技术》可供从事水下无人航行器控制方法和技术研究的科研工作者使用，也适合高校自动化、智能控制等方向的学生参考。

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第1章绪论1．1 航行器的定义及分类1．2 航行器的系统组成1．3 航行器发展1．3．1 国外发展状况1．3．2 国内发展状况1．4 航行器控制技术的发展历程1．4．1 国外研究状况1．4．2 国内研究状况参考文献第2章航行器控制系统的约束2．1 航行器控制系统的基本组成2．2 感知系统的约束2．2．1 感知系统的基本结构2．2．2 环境感知系统模型2．3 碍航物的约束2．3．1 障碍物建模与分析2．3．2 障碍物运动检测2．4 执行机构的约束2．4．1 螺旋桨推进装置2．4．2 舵装置2．4．3 均衡装置2．4．4 矢量复合推进装置2．4．5 新型推进装置2．5 海流干扰的约束2．5．1 海流影响分析2．5．2 无漩涡海流2．5．3 漩涡海流2．6 近水面海浪干扰的约束2．6．1 长峰波随机海浪2．6．2 波浪力和力矩2．7 非结构化不确定性扰动2．8 模型不确定性扰动参考文献第3章航行器控制系统的休系结构3．1 控制系统的体系结构3．1．1 体系结构概述3．1．2 体系结构设计原则3．2 控制系统体系结构的分类3．2．1 分层递阶体系结构3．2．2 基于行为的体系结构3．2．3 混合式体系结构3．3 控制系统体系结构实例3．3．1 航行器控制系统硬件结构3．3．2 航行器控制系统软件结构3．4 行为仲裁的分层递阶控制体系结构3．4．1 基于行为仲裁的航行器控制过程中的定义3．4．2 具有行为仲裁的航行器体系结构描述参考文献第4章航行器控制器前级技术4．1 控制系统的观测器4．1．1 可观性4．1．2 Luenbel-ger。观测器4．1．3 非线性无源观测器4．2 控制系统的滤波器4．2．1 低通滤波器4．2．2 Notch滤波器4．2．3 离散系统卡尔曼滤波器4．2．4 连续系统卡尔曼滤波器4．2．5 扩展卡尔曼滤波器4．3 控制系统预测技术4．3．1 对动态障碍物的预测4．3．2 航行器运动位置的预报4．3．3 行为预测4．4 航行器数据融合技术4．4．1 多源信息融合4．4．2 行为融合4．4．3 态势融合参考文献第5章航行器任务自主控制技木5．1 自主控制与决策的概念5．1．1 基本概念及特性5．1．2 自主控制的分级5．2 任务规划与任务控制5．2．1 任务分解及重规划5．2．2 任务规划与任务控制概述5．2．3 任务规划与任务控制设计实例——基于分层递阶Petri网的任务控制5．3 路径规划5．3．1 路径规划概述5．3．2 路径规划相关问题5．3．3 航行器路径规划的实例5．4 自主学习与自主决策5．4．1 自主学习与自主控制技术概述5．4．2 环境感知方法5．4．3 数据融合5．4．4 自主学习方法5．4．5 自主决策方法5．5 故障诊断5．5．1 故障诊断的概述及分类5．5．2 故障诊断的流程5．5．3 航行器故障诊断的方法5．5．4 故障诊断的实例——基于灰色动态预测的航行器传感器故障诊断参考文献第6章航行器的运动控制技术6．1 航行器的运动模型及控制特性6．1．1 航行器的运动模型6．1．2 航行器的动力学模型6．1．3 航行器的6一DOF空间运动方程6．1．4 航行器的特性分析6．2 航行器路径跟踪控制6．2．1 航行器水平面路径跟踪6．2．2 基于自适应PID的空间路径跟踪控制6．2．3 基于迭代滑模的空间路径跟踪控制6．3 航行器轨迹跟踪控制6．3．1 航行器水平面轨迹跟踪6．3．2 航行器三维轨迹跟踪参考文献第7章航行器编队控制技术7．1 航行器编队的体系结构7．1．1 常见的群体体系结构7．1．2 航行器编队系统的体系结构7．2 航行器编队控制技术7．2．1 基于改进人工势场的编队控制7．2．2 基于图论的编队控制7．3 路径跟随条件下的航行器编队控制7．3．1 直线路径跟踪下多航行器的协调编队控制7．3．2 曲线路径跟踪下多航行器的协调编队控制7．3．3 通信约束下多航行器的协调路径跟踪控制参考文献第8章航行器控制潮试与验证技术8．1 仿真控制效果评价技术8．2 航行器控制虚拟仿真技术8．2．1 仿真硬件系统构建8．2．2 仿真软件系统的设计8．3 航行器HILS控制技术8．3．1 航行器HILS特点8．3．2 航行器HlLS需求8．3．3 航行器HILS控制系统的组成及功能8．4 航行器内场测试技术8．4．1 内场水池测试8．4．2 小范围动态测试8．5 航行器外场测试技术8．5．1 外场跟踪技术8．5．2 外场测试与验证技术参考文献