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(wú)人艇發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.2 無(wú)人艇集群協(xié)同控制研究現(xiàn)狀 6
2 無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型 9
2.1 無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型建立 9
2.2 無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)變換 10
2.3 本章小結(jié) 12
3 基于有限時(shí)間控制理論的無(wú)人艇目標(biāo)跟蹤、軌跡跟蹤及集群協(xié)同控制 13
3.1 有限時(shí)間控制理論簡(jiǎn)述 13
3.2 基于PPC和ETM的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇有限時(shí)間軌跡跟蹤控制 14
3.2.1 問(wèn)題描述 14
3.2.2 誤差約束 16
3.2.3 控制器設(shè)計(jì) 17
3.2.4 穩(wěn)定性分析 19
3.2.5 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 21
3.3 基于BLF和ETM的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇有限時(shí)間自適應(yīng)軌跡跟蹤控制 24
3.3.1 問(wèn)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(jì) 26
3.3.5 穩(wěn)定性分析 30
3.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 34
3.4 基于H∞與SOSMO的全驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇有限時(shí)間軌跡跟蹤控制 37
3.4.1 問(wèn)題描述 37
3.4.2 有限時(shí)間H∞控制 39
3.4.3 有限時(shí)間二階滑模觀測(cè)器設(shè)計(jì) 39
3.4.4 有限時(shí)間H∞控制器設(shè)計(jì) 41
3.4.5 穩(wěn)定性分析 42
3.4.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 45
3.5 基于H∞與SSNN的全驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇有限時(shí)間軌跡跟蹤控制 48
3.5.1 問(wèn)題描述 48
3.5.2 高增益觀測(cè)器 49
3.5.3 自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 50
3.5.4 控制器設(shè)計(jì) 52
3.5.5 穩(wěn)定性分析 54
3.5.6 仿真實(shí)驗(yàn)與MATLAB程序 57
3.6 基于tan型BLF和SSNN的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇有限時(shí)間編隊(duì)控制 67
3.6.1 問(wèn)題描述 69
3.6.2 tan型BLF 70
3.6.3 領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者編隊(duì) 70
3.6.4 觀測(cè)器設(shè)計(jì) 73
3.6.5 控制器設(shè)計(jì) 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(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 86
3.7 基于時(shí)變BLF和事件觸發(fā)策略的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇有限時(shí)間編隊(duì)控制 94
3.7.1 問(wèn)題描述 94
3.7.2 LOS及編隊(duì) 95
3.7.3 時(shí)變BLF 96
3.7.4 控制器設(shè)計(jì) 97
3.7.5 穩(wěn)定性分析 100
3.7.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 105
3.8 本章小結(jié) 112
4 基于固定時(shí)間控制理論的無(wú)人艇集群協(xié)同控制 115
4.1 固定時(shí)間控制理論簡(jiǎn)述 115
4.2 基于MBLF和指令濾波器的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇固定時(shí)間編隊(duì)控制 117
4.2.1 問(wèn)題描述 117
4.2.2 改進(jìn)型BLF 117
4.2.3 固定時(shí)間H∞控制 118
4.2.4 基于MBLF和指令濾波器的固定時(shí)間編隊(duì)控制器設(shè)計(jì) 119
4.2.5 穩(wěn)定性分析 124
4.2.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 127
4.3 基于MLP、BLF和相對(duì)閾值事件觸發(fā)的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇
固定時(shí)間編隊(duì)控制 135
4.3.1 問(wèn)題描述 135
4.3.2 控制器設(shè)計(jì) 137
4.3.3 穩(wěn)定性分析 140
4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 146
4.4 本章小結(jié) 153
5 基于預(yù)定義時(shí)間控制理論的無(wú)人艇集群協(xié)同控制 155
5.1 預(yù)定義時(shí)間控制理論簡(jiǎn)述 155
5.1.1 問(wèn)題描述 156
5.1.2 均勻量化器 157
5.1.3 改進(jìn)型非對(duì)稱BLF 157
5.1.4 預(yù)定義時(shí)間H∞控制 158
5.2 基于誤差約束的欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇集群預(yù)定義時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 159
5.2.1 編隊(duì)隊(duì)形設(shè)計(jì) 161
5.2.2 具有誤差約束的控制器設(shè)計(jì) 161
5.2.3 穩(wěn)定性分析 166
5.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 172
5.3 基于FBLF和SSNN的預(yù)定義時(shí)間欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇軌跡跟蹤控制 179
5.3.1 問(wèn)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(jì) 181
5.3.4 穩(wěn)定性分析 184
5.3.5 仿真實(shí)驗(yàn)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(wú)人艇集群協(xié)同控制 195
6.1 欠驅(qū)動(dòng)無(wú)人艇無(wú)模型集群控制概述 195
6.2 模糊小波函數(shù)簡(jiǎn)述 197
6.2.1 腦情緒學(xué)習(xí) 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(dòng)無(wú)人艇集群協(xié)同控制 202
6.3.1 領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者編隊(duì) 202
6.3.2 基于FBLF的誤差約束 204
6.3.3 基于FCMAC的制導(dǎo)控制器 206
6.3.4 基于FBELC的動(dòng)力學(xué)控制器 211
6.3.5 穩(wěn)定性分析 214
6.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 221
6.4 本章小結(jié) 230
7 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的無(wú)人艇集群最優(yōu)協(xié)同控制 231
7.1 強(qiáng)化學(xué)習(xí)簡(jiǎn)述 231
7.1.1 無(wú)模型強(qiáng)化學(xué)習(xí) 231
7.1.2 基于模型的強(qiáng)化學(xué)習(xí) 232
7.2 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的無(wú)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(jià)值函數(shù) 234
7.2.3 分布式最優(yōu)編隊(duì)控制器 235
7.2.4 自組織動(dòng)作-評(píng)價(jià)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 243
7.2.5 分布式事件觸發(fā)最優(yōu)編隊(duì)控制器設(shè)計(jì) 243
7.2.6 穩(wěn)定性分析 244
7.2.7 仿真實(shí)驗(yàn)及MATLAB程序 252
7.3 本章小結(jié) 259
參考文獻(xiàn) 261