水面無人艇的體系結(jié)構(gòu)與運(yùn)動控制（精）

第1章 緒論
1．1 水面無人艇概述
1．2 國外水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．1 美國水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．2 以色列水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．3 其他國家水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．3 國內(nèi)水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．4 無人艇發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第2章 水面無人艇的體系結(jié)構(gòu)
2．1 水面無人艇物理架構(gòu)
2．1．1 無人艇組成架構(gòu)
2．1．2 主控站組成架構(gòu)
2．2 水面無人艇邏輯架構(gòu)
2．2．1 指揮與控制子系統(tǒng)
2．2．2 導(dǎo)航定位子系統(tǒng)
2．2．3 環(huán)境信息采集子系統(tǒng)
2．2．4 通信子系統(tǒng)
2．2．5 航行控制子系統(tǒng)
2．2．6 能源管理子系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第3章 水面無人艇的運(yùn)動建模
3．1 基礎(chǔ)知識和基本概念
3．1．1 基本假設(shè)
3．1．2 坐標(biāo)系統(tǒng)及相關(guān)參數(shù)
3．1．3 兩個坐標(biāo)系內(nèi)運(yùn)動學(xué)物理量之間的關(guān)系
3．1．4 船舶運(yùn)動模型化的兩大流派
3．2 水面無人艇狀態(tài)空間六自由度模型
3．2．1 剛體動力學(xué)應(yīng)用于船舶任意運(yùn)動
3．2．2 水面無人艇六自由度操縱運(yùn)動方程
3．3 水面無人艇運(yùn)動受力分析
3．3．1 主機(jī)模型
3．3．2 舵機(jī)模型
3．3．3 螺旋槳推力和力矩模型
3．3．4 舵力和力矩模型
3．3．5 艇體重力模型
3．3．6 流體黏性力和力矩模型
3．3．7 流體慣性力和力矩模型
3．4 風(fēng)的干擾力數(shù)學(xué)模型
3．4．1 相對風(fēng)速和相對風(fēng)向角計(jì)算
3．4．2 船體上的平均風(fēng)壓力和力矩
3．4．3 風(fēng)壓力系數(shù)和風(fēng)壓力矩系數(shù)的估算
3．5 波浪干擾力數(shù)學(xué)模型
3．6 流干擾力數(shù)學(xué)模型
參考文獻(xiàn)
第4章 水面無人艇操縱運(yùn)動響應(yīng)模型的建立與參數(shù)辨識
4．1 水面無人艇操縱運(yùn)動響應(yīng)模型
4．1．1 水面無人艇操縱運(yùn)動響應(yīng)方程
4．1．2 船舶操縱性指數(shù)及其意義
4．1．3 K、T指數(shù)無因次化及影響K'、'指數(shù)的因素
4．2 參數(shù)辨識方法
4．2．1 小二乘參數(shù)辨識算法
4．2．2 小二乘遞推算法
4．2．3 卡爾曼濾波參數(shù)辨識算法
4．2．4 擴(kuò)展卡爾曼濾波參數(shù)辨識算法
4．3 水面無人艇操縱運(yùn)動響應(yīng)方程的辨識
4．3．1 水面無人艇的操縱運(yùn)動
4．3．2 參數(shù)辨識及模型驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第5章 水面無人艇的運(yùn)動控制理論與方法
5．1 引言
5．2 傳統(tǒng)控制的理論與方法
5．2．1 PID控制與改進(jìn)PID控制
5．2．2 Lyapunonv 穩(wěn)定性原理
5．2．3 滑模（變結(jié)構(gòu)）控制
5．2．4 Backstepping控制原理
5．2．5 自抗擾控制
5．2．6 自適應(yīng)控制
5．2．7 內(nèi)模控制
5．3 智能控制理論方法
5．3．1 專家系統(tǒng)控制
5．3．2 模糊控制
5．3．3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
5．4 水面無人艇的運(yùn)動參數(shù)控制
5．4．1 航向控制
5．4．2 航跡控制
5．4．3 航速控制
5．4．4 首向控制
5．5 iNav系水面無人艇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5．5．1 分級遞階控制原理
5．5．2 無人艇控制系統(tǒng)分層遞階結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5．5．3 無人艇自動航行系統(tǒng)分層遞階結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5．5．4 通用控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第6章 水面無人艇目標(biāo)識別與位姿測量
6．1 基于毫米波雷達(dá)的水面目標(biāo)檢測
6．1．1 水面目標(biāo)信息采集系統(tǒng)構(gòu)建
6．1．2 水面目標(biāo)檢測
6．1．3 水面目標(biāo)聚類
6．2 基于毫米波雷達(dá)的水面目標(biāo)跟蹤
6．2．1 目標(biāo)跟蹤基礎(chǔ)知識
6．2．2 目標(biāo)跟蹤基本原理
6．2．3 目標(biāo)跟蹤結(jié)果
6．3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
6．3．1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)概述
6．3．2 坐標(biāo)系介紹
6．3．3 慣性導(dǎo)航算法推導(dǎo)
6．4 無人艇組合導(dǎo)航系統(tǒng)的建模
6．4．1 無人艇軌跡的設(shè)計(jì)
6．4．2 慣性器件模型的建立
6．4．3 慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)的仿真
6．4．4 全球定位系統(tǒng)的建模
6．5 無人艇的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真
6．5．1 組合導(dǎo)航算法及校正方式
6．5．2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的模型
6．5．3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真
參考文獻(xiàn)
第7章 水面無人艇路徑規(guī)劃與自主避讓
7．1 水面無人艇路徑規(guī)劃的基本原理
7．2 路徑規(guī)劃環(huán)境模型構(gòu)建方法
7．2．1 度量表示
7．2．2 拓?fù)浔硎?br />7．2．3 混合表示
7．3 路徑規(guī)劃常用算法
7．3．1 Dijkstra算法
7．3．2 A算法
7．3．3 人工勢場法
7．4 水面無人艇避讓原理
7．4．1 水面無人艇的避讓過程分析
7．4．2 基于國際海上避碰規(guī)則的水面無人艇避讓決策
7．4．3 基于內(nèi)河船舶避碰規(guī)則的水面無人艇避讓決策
7．4．4 基于速度障礙的自主避讓算法
7．4．5 船舶自動避碰系統(tǒng)及未來發(fā)展趨勢
參考文獻(xiàn)
第8章 水面無人艇運(yùn)動規(guī)劃
8．1 水面無人艇運(yùn)動規(guī)劃的由來
8．1．1 軌跡規(guī)劃方法概述
8．1．2 運(yùn)動規(guī)劃方法概述
8．2 軌跡單元模型
8．2．1 模型的思想
8．2．2 離散化規(guī)則
8．2．3 模型建立
8．3 基于軌跡單元的無人艇運(yùn)動規(guī)劃方法
8．3．1 軌跡單元抽象化
8．3．2 自由空間下路徑點(diǎn)選擇
8．3．3 障礙物環(huán)境下避碰策略
8．3．4 算法小結(jié)與流程
8．4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
8．4．1 對比實(shí)驗(yàn)
8．4．2 仿真實(shí)驗(yàn)
8．4．3 實(shí)船實(shí)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)