uncertainty of interference, and improve the scheme one. Finally, according to the simulation graphics to determine the advantages and disadvantages of every scheme.

Keywords: Unmanned Surface Vehicles; robust control; heading controller; adaptive

目录

第一章绪论 1

1.1选题背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究成果 1

1.2.2国内研究成果 2

1.3存在的不足 2

1.4本课题主要研究内容 3

第二章预备知识 4

2.1无人水面舰艇运动控制系统介绍 4

2.2不确定线性系统的描述 6

2.3鲁棒控制的定义及引理 8

2.4自适应控制 11

2.4.1自适应控制的基本概念 11

2.4.2自适应控制的发展 11

2.4.3自适应控制在船舶方面的相关研究 12

第三章无人艇及风、浪干扰模型建立 13

3.1引言 13

3.2无人水面舰艇运动数学模型 13

3.2.1建立坐标系 13

3.2.2无人水面舰艇模型的简化 14

3.2.3无人水面舰艇模型的线性化 15

3.3风、浪干扰建模 17

3.3.1风的干扰数学模型 17

3.3.2浪的干扰数学模型 18

3.4本章总结 19

第四章无人水面舰艇航自动舵的设计 20

4.1引言 20

4.2自动舵的原理及控制方案 20

4.2.1航向保持原理 20

4.2.2自动舵的控制方案 21

4.3PID自动舵 22

4.3.1PID自动舵的设计方案 22

4.3.2PID航向控制器的设计 23

4.3.3PID控制器仿真 23

4.3.4PID自动舵的不足 25

4.4鲁棒PID型自动舵 26

4.4.1船舶航向不确定系统的描述 26

4.4.2对不确定项进行补偿的鲁棒控制 28

4.4.3最小最大鲁棒控制 28

4.4.4单位向量连续化鲁棒控制 31

4.4.5无人舰艇鲁棒PID型自动舵的设计 32

4.4.6鲁棒PID控制器的仿真 33

4.5自适应鲁棒PID型自动舵 35

4.5.1最小最大鲁棒自适应控制 35

4.5.2船舶航向自适应鲁棒PID型自动舵的设计 37

4.6本章总结 37

第五章总结与展望