無(wú)人水面艇作為探索和開(kāi)發(fā)海洋領(lǐng)域的一種重要工具,受到了海洋工程及機(jī)器人控制領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注。多無(wú)人艇編隊(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題極具挑戰(zhàn)性,涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)的交叉,比如現(xiàn)代控制、電子通信、機(jī)器視覺(jué)和計(jì)算機(jī)等學(xué)科領(lǐng)域。本文基于反步（backstepping）設(shè)計(jì)方法和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,研究基于領(lǐng)航-跟隨者結(jié)構(gòu)的無(wú)人水面艇預(yù)設(shè)性能編隊(duì)控制問(wèn)題。預(yù)設(shè)性能控制（prescribed performance control,PPC）方法可以保證系統(tǒng)的輸出跟蹤誤差響應(yīng)在預(yù)先設(shè)定的暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能約束范圍內(nèi)。本文采用tan型障礙李雅普諾夫函數(shù),保證系統(tǒng)誤差始終在預(yù)設(shè)的邊界函數(shù)范圍內(nèi),從而可以通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的邊界函數(shù)保證系統(tǒng)輸出跟蹤誤差的暫態(tài)性能（超調(diào)量、收斂速度等）和穩(wěn)態(tài)性能。系統(tǒng)的暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,因此研究無(wú)人水面艇編隊(duì)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)性能控制具有重要的實(shí)際價(jià)值和理論意義。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:第二章研究具有通訊范圍約束的無(wú)人水面艇領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)控制問(wèn)題。在編隊(duì)控制系統(tǒng)中每個(gè)無(wú)人水面艇需要通過(guò)無(wú)線傳感器獲取其領(lǐng)航者的狀態(tài)信息（具體包括位置、速度、加速度等）,然而實(shí)際的無(wú)線傳感... 

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 無(wú)人水面艇國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 無(wú)人水面艇編隊(duì)控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作
第二章 具有通訊范圍約束的無(wú)人水面艇領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)控制
    2.1 引言
    2.2 問(wèn)題描述和預(yù)備知識(shí)
        2.2.1 無(wú)人水面艇的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 具有通訊范圍約束的領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 tan型障礙李雅普諾夫函數(shù)
        2.2.4 編隊(duì)控制目標(biāo)
    2.3 狀態(tài)反饋編隊(duì)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    2.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性證明與暫態(tài)性能分析
    2.5 仿真研究
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于輸出反饋的無(wú)人水面艇領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)控制
    3.1 引言
    3.2 問(wèn)題描述與預(yù)備知識(shí)
        3.2.1 無(wú)人水面艇的數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.2.3 基于輸出反饋的領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)結(jié)構(gòu)
        3.2.4 編隊(duì)控制目標(biāo)
    3.3 輸出反饋編隊(duì)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
    3.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性證明與暫態(tài)性能分析
    3.5 仿真研究
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于相對(duì)信息的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面艇領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)控制
    4.1 引言
    4.2 問(wèn)題描述與預(yù)備知識(shí)
        4.2.1 欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人水面艇的數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 基于相對(duì)信息的無(wú)人水面艇領(lǐng)航-跟隨者編隊(duì)
        4.2.3 編隊(duì)控制目標(biāo)
    4.3 基于相對(duì)信息的狀態(tài)反饋編隊(duì)控制器設(shè)計(jì)
    4.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性證明與暫態(tài)性能分析
    4.5 仿真研究
    4.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    全文總結(jié)
    研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Predictor-based neural dynamic surface control for distributed formation tracking of multiple marine surface vehicles with improved transient performance[J]. Zhouhua PENG,Dan WANG,Tieshan LI.  Science China（Information Sciences）. 2016(09)
[2]外軍無(wú)人水面艇發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 萬(wàn)接喜.  國(guó)防科技. 2014(05)



本文編號(hào)：3706106