目錄
前言
1 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 無人艇發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.2 無人艇集群協(xié)同控制研究現(xiàn)狀 6
2 無人艇數(shù)學模型 9
2.1 無人艇數(shù)學模型建立 9
2.2 無人艇數(shù)學模型坐標變換 10
2.3 本章小結(jié) 12
3 基于有限時間控制理論的無人艇目標跟蹤、軌跡跟蹤及集群協(xié)同控制 13
3.1 有限時間控制理論簡述 13
3.2 基于PPC和ETM的欠驅(qū)動無人艇有限時間軌跡跟蹤控制 14
3.2.1 問題描述 14
3.2.2 誤差約束 16
3.2.3 控制器設(shè)計 17
3.2.4 穩(wěn)定性分析 19
3.2.5 仿真實驗及MATLAB程序 21
3.3 基于BLF和ETM的欠驅(qū)動無人艇有限時間自適應軌跡跟蹤控制 24
3.3.1 問題描述 24
3.3.2 tan型BLF 25
3.3.3 誤差約束 25
3.3.4 控制器設(shè)計 26
3.3.5 穩(wěn)定性分析 30
3.3.6 仿真實驗及MATLAB程序 34
3.4 基于H∞與SOSMO的全驅(qū)動無人艇有限時間軌跡跟蹤控制 37
3.4.1 問題描述 37
3.4.2 有限時間H∞控制 39
3.4.3 有限時間二階滑模觀測器設(shè)計 39
3.4.4 有限時間H∞控制器設(shè)計 41
3.4.5 穩(wěn)定性分析 42
3.4.6 仿真實驗及MATLAB程序 45
3.5 基于H∞與SSNN的全驅(qū)動無人艇有限時間軌跡跟蹤控制 48
3.5.1 問題描述 48
3.5.2 高增益觀測器 49
3.5.3 自組織神經(jīng)網(wǎng)絡 50
3.5.4 控制器設(shè)計 52
3.5.5 穩(wěn)定性分析 54
3.5.6 仿真實驗與MATLAB程序 57
3.6 基于tan型BLF和SSNN的欠驅(qū)動無人艇有限時間編隊控制 67
3.6.1 問題描述 69
3.6.2 tan型BLF 70
3.6.3 領(lǐng)導者-跟隨者編隊 70
3.6.4 觀測器設(shè)計 73
3.6.5 控制器設(shè)計 74
3.6.6 穩(wěn)定性分析 78
3.6.7 橫蕩速度有界性證明 82
3.6.8 仿真實驗及MATLAB程序 86
3.7 基于時變BLF和事件觸發(fā)策略的欠驅(qū)動無人艇有限時間編隊控制 94
3.7.1 問題描述 94
3.7.2 LOS及編隊 95
3.7.3 時變BLF 96
3.7.4 控制器設(shè)計 97
3.7.5 穩(wěn)定性分析 100
3.7.6 仿真實驗及MATLAB程序 105
3.8 本章小結(jié) 112
4 基于固定時間控制理論的無人艇集群協(xié)同控制 115
4.1 固定時間控制理論簡述 115
4.2 基于MBLF和指令濾波器的欠驅(qū)動無人艇固定時間編隊控制 117
4.2.1 問題描述 117
4.2.2 改進型BLF 117
4.2.3 固定時間H∞控制 118
4.2.4 基于MBLF和指令濾波器的固定時間編隊控制器設(shè)計 119
4.2.5 穩(wěn)定性分析 124
4.2.6 仿真實驗及MATLAB程序 127
4.3 基于MLP、BLF和相對閾值事件觸發(fā)的欠驅(qū)動無人艇
固定時間編隊控制 135
4.3.1 問題描述 135
4.3.2 控制器設(shè)計 137
4.3.3 穩(wěn)定性分析 140
4.3.4 仿真實驗及MATLAB程序 146
4.4 本章小結(jié) 153
5 基于預定義時間控制理論的無人艇集群協(xié)同控制 155
5.1 預定義時間控制理論簡述 155
5.1.1 問題描述 156
5.1.2 均勻量化器 157
5.1.3 改進型非對稱BLF 157
5.1.4 預定義時間H∞控制 158
5.2 基于誤差約束的欠驅(qū)動無人艇集群預定義時間控制器設(shè)計 159
5.2.1 編隊隊形設(shè)計 161
5.2.2 具有誤差約束的控制器設(shè)計 161
5.2.3 穩(wěn)定性分析 166
5.2.4 仿真實驗及MATLAB程序 172
5.3 基于FBLF和SSNN的預定義時間欠驅(qū)動無人艇軌跡跟蹤控制 179
5.3.1 問題描述 179
5.3.2 基于FBLF的誤差約束 180
5.3.3 控制器設(shè)計 181
5.3.4 穩(wěn)定性分析 184
5.3.5 仿真實驗及MATLAB程序 188
5.4 本章小結(jié) 194
6 基于自組織小波函數(shù)的無人艇集群協(xié)同控制 195
6.1 欠驅(qū)動無人艇無模型集群控制概述 195
6.2 模糊小波函數(shù)簡述 197
6.2.1 腦情緒學習 197
6.2.2 小波函數(shù)模型 198
6.2.3 模糊邏輯控制 200
6.3 基于小波函數(shù)的欠驅(qū)動無人艇集群協(xié)同控制 202
6.3.1 領(lǐng)導者-跟隨者編隊 202
6.3.2 基于FBLF的誤差約束 204
6.3.3 基于FCMAC的制導控制器 206
6.3.4 基于FBELC的動力學控制器 211
6.3.5 穩(wěn)定性分析 214
6.3.6 仿真實驗及MATLAB程序 221
6.4 本章小結(jié) 230
7 基于強化學習的無人艇集群最優(yōu)協(xié)同控制 231
7.1 強化學習簡述 231
7.1.1 無模型強化學習 231
7.1.2 基于模型的強化學習 232
7.2 基于強化學習的無人艇集群性能約束控制 233
7.2.1 假設(shè)與引理 233
7.2.2 具有誤差約束的最優(yōu)控制價值函數(shù) 234
7.2.3 分布式最優(yōu)編隊控制器 235
7.2.4 自組織動作-評價神經(jīng)網(wǎng)絡 243
7.2.5 分布式事件觸發(fā)最優(yōu)編隊控制器設(shè)計 243
7.2.6 穩(wěn)定性分析 244
7.2.7 仿真實驗及MATLAB程序 252
7.3 本章小結(jié) 259
參考文獻 261