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水面無人艇的體系結構與運動控制 版權信息
- ISBN：9787562960928
- 條形碼：9787562960928 ; 978-7-5629-6092-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
水面無人艇的體系結構與運動控制 內容簡介
本書重點介紹了水面無人艇的運動控制理論與方法, 基于對無人艇導航系統(tǒng)的建模與仿真, 實現(xiàn)了無人艇的水上目標識別與位姿測量, 優(yōu)化了水面無人艇的路徑規(guī)劃與自主避讓方法, 并通過了實船實驗驗證。
水面無人艇的體系結構與運動控制 目錄
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 國內水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．4 無人艇發(fā)展的關鍵技術
參考文獻
第2章 水面無人艇的體系結構
2．1 水面無人艇物理架構
2．1．1 無人艇組成架構
2．1．2 主控站組成架構
2．2 水面無人艇邏輯架構
2．2．1 指揮與控制子系統(tǒng)
2．2．2 導航定位子系統(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
第3章 水面無人艇的運動建模
3．1 基礎知識和基本概念
3．1．1 基本假設
3．1．2 坐標系統(tǒng)及相關參數(shù)
3．1．3 兩個坐標系內運動學物理量之間的關系
3．1．4 船舶運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 剛體動力學應用于船舶任意運動
3．2．2 水面無人艇六自由度操縱運動方程
3．3 水面無人艇運動受力分析
3．3．1 主機模型
3．3．2 舵機模型
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 風的干擾力數(shù)學模型
3．4．1 相對風速和相對風向角計算
3．4．2 船體上的平均風壓力和力矩
3．4．3 風壓力系數(shù)和風壓力矩系數(shù)的估算
3．5 波浪干擾力數(shù)學模型
3．6 流干擾力數(shù)學模型
參考文獻
第4章 水面無人艇操縱運動響應模型的建立與參數(shù)辨識
4．1 水面無人艇操縱運動響應模型
4．1．1 水面無人艇操縱運動響應方程
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 擴展卡爾曼濾波參數(shù)辨識算法
4．3 水面無人艇操縱運動響應方程的辨識
4．3．1 水面無人艇的操縱運動
4．3．2 參數(shù)辨識及模型驗證
參考文獻
第5章 水面無人艇的運動控制理論與方法
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PID控制
5．2．2 Lyapunonv 穩(wěn)定性原理
5．2．3 滑模（變結構）控制
5．2．4 Backstepping控制原理
5．2．5 自抗擾控制
5．2．6 自適應控制
5．2．7 內模控制
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)絡控制
5．4 水面無人艇的運動參數(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)的設計
5．5．1 分級遞階控制原理
5．5．2 無人艇控制系統(tǒng)分層遞階結構設計
5．5．3 無人艇自動航行系統(tǒng)分層遞階結構設計
5．5．4 通用控制節(jié)點設計
參考文獻
第6章 水面無人艇目標識別與位姿測量
6．1 基于毫米波雷達的水面目標檢測
6．1．1 水面目標信息采集系統(tǒng)構建
6．1．2 水面目標檢測
6．1．3 水面目標聚類
6．2 基于毫米波雷達的水面目標跟蹤
6．2．1 目標跟蹤基礎知識
6．2．2 目標跟蹤基本原理
6．2．3 目標跟蹤結果
6．3 慣性導航系統(tǒng)
6．3．1 慣性導航系統(tǒng)概述
6．3．2 坐標系介紹
6．3．3 慣性導航算法推導
6．4 無人艇組合導航系統(tǒng)的建模
6．4．1 無人艇軌跡的設計
6．4．2 慣性器件模型的建立
6．4．3 慣性導航數(shù)據(jù)的仿真
6．4．4 全球定位系統(tǒng)的建模
6．5 無人艇的組合導航系統(tǒng)的仿真
6．5．1 組合導航算法及校正方式
6．5．2 組合導航系統(tǒng)的模型
6．5．3 組合導航系統(tǒng)的仿真
參考文獻
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)境模型構建方法
7．2．1 度量表示
7．2．2 拓撲表示
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
第8章 水面無人艇運動規(guī)劃
8．1 水面無人艇運動規(guī)劃的由來
8．1．1 軌跡規(guī)劃方法概述
8．1．2 運動規(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 自由空間下路徑點選擇
8．3．3 障礙物環(huán)境下避碰策略
8．3．4 算法小結與流程
8．4 實驗與結果
8．4．1 對比實驗
8．4．2 仿真實驗
8．4．3 實船實驗
參考文獻
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 國內水面無人艇發(fā)展現(xiàn)狀
1．4 無人艇發(fā)展的關鍵技術
參考文獻
第2章 水面無人艇的體系結構
2．1 水面無人艇物理架構
2．1．1 無人艇組成架構
2．1．2 主控站組成架構
2．2 水面無人艇邏輯架構
2．2．1 指揮與控制子系統(tǒng)
2．2．2 導航定位子系統(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
第3章 水面無人艇的運動建模
3．1 基礎知識和基本概念
3．1．1 基本假設
3．1．2 坐標系統(tǒng)及相關參數(shù)
3．1．3 兩個坐標系內運動學物理量之間的關系
3．1．4 船舶運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 剛體動力學應用于船舶任意運動
3．2．2 水面無人艇六自由度操縱運動方程
3．3 水面無人艇運動受力分析
3．3．1 主機模型
3．3．2 舵機模型
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 風的干擾力數(shù)學模型
3．4．1 相對風速和相對風向角計算
3．4．2 船體上的平均風壓力和力矩
3．4．3 風壓力系數(shù)和風壓力矩系數(shù)的估算
3．5 波浪干擾力數(shù)學模型
3．6 流干擾力數(shù)學模型
參考文獻
第4章 水面無人艇操縱運動響應模型的建立與參數(shù)辨識
4．1 水面無人艇操縱運動響應模型
4．1．1 水面無人艇操縱運動響應方程
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 擴展卡爾曼濾波參數(shù)辨識算法
4．3 水面無人艇操縱運動響應方程的辨識
4．3．1 水面無人艇的操縱運動
4．3．2 參數(shù)辨識及模型驗證
參考文獻
第5章 水面無人艇的運動控制理論與方法
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PID控制
5．2．2 Lyapunonv 穩(wěn)定性原理
5．2．3 滑模（變結構）控制
5．2．4 Backstepping控制原理
5．2．5 自抗擾控制
5．2．6 自適應控制
5．2．7 內模控制
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)絡控制
5．4 水面無人艇的運動參數(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)的設計
5．5．1 分級遞階控制原理
5．5．2 無人艇控制系統(tǒng)分層遞階結構設計
5．5．3 無人艇自動航行系統(tǒng)分層遞階結構設計
5．5．4 通用控制節(jié)點設計
參考文獻
第6章 水面無人艇目標識別與位姿測量
6．1 基于毫米波雷達的水面目標檢測
6．1．1 水面目標信息采集系統(tǒng)構建
6．1．2 水面目標檢測
6．1．3 水面目標聚類
6．2 基于毫米波雷達的水面目標跟蹤
6．2．1 目標跟蹤基礎知識
6．2．2 目標跟蹤基本原理
6．2．3 目標跟蹤結果
6．3 慣性導航系統(tǒng)
6．3．1 慣性導航系統(tǒng)概述
6．3．2 坐標系介紹
6．3．3 慣性導航算法推導
6．4 無人艇組合導航系統(tǒng)的建模
6．4．1 無人艇軌跡的設計
6．4．2 慣性器件模型的建立
6．4．3 慣性導航數(shù)據(jù)的仿真
6．4．4 全球定位系統(tǒng)的建模
6．5 無人艇的組合導航系統(tǒng)的仿真
6．5．1 組合導航算法及校正方式
6．5．2 組合導航系統(tǒng)的模型
6．5．3 組合導航系統(tǒng)的仿真
參考文獻
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)境模型構建方法
7．2．1 度量表示
7．2．2 拓撲表示
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
第8章 水面無人艇運動規(guī)劃
8．1 水面無人艇運動規(guī)劃的由來
8．1．1 軌跡規(guī)劃方法概述
8．1．2 運動規(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 自由空間下路徑點選擇
8．3．3 障礙物環(huán)境下避碰策略
8．3．4 算法小結與流程
8．4 實驗與結果
8．4．1 對比實驗
8．4．2 仿真實驗
8．4．3 實船實驗
參考文獻
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