现代船舶控制工程

前言

第1章 绪论

1.1 船舶控制工程概述

1.1.1 船舶横摇控制

1.1.2 船舶航向控制

1.1.3 船舶航向／横摇控制

1.1.4 船舶航迹／航向控制

1.1.5 船载三轴稳定平台姿态控制

1.2 现代控制理论概述

1.2.1 智能控制理论

1.2.2 鲁棒控制理论

1.2.3 抗饱和控制理论

1.2.4 容错控制理论

1.3 现代船舶控制工程概述

1.4 全书结构内容安排

第2章 船舶运动及海洋干扰建模

2.1 引言

2.2 参考坐标系

2.3 船舶六自由度运动建模

2.3.1 平移运动三方程

2.3.2 旋转运动三方程

2.3.3 空间六自由度一般方程

2.4 船舶运动模型简化

2.4.1 船舶四自由度耦合运动方程

2.4.2 船舶水平面运动线性化模型

2.4.3 方程右端诸项推导

2.5 船舶运动模型参数的计算

2.5.1 附加质量和附加惯性矩的估算

2.5.2 耦合运动模型黏性水动力系数的估算

2.5.3 线性模型黏性水动力系数的估算

2.5.4 船舶耦合运动模型水动力系数计算结果

2.5.5 船舶线性简化模型水动力系数计算结果

2.6 海洋干扰建模

2.6.1 海浪干扰建模

2.6.2 海风干扰建模

2.6.3 海流干扰建模

2.7 小结

第3章 船舶减摇鳍模糊控制

3.1 引言

3.2 基础知识

3.2.1 模糊控制理论的发展

3.2.2 模糊遗传算法优化理论

3.2.3 模糊控制理论基础

3.3 船舶减摇鳍遗传模糊PID复合控制

3.3.1 遗传模糊PID复合控制器结构

3.3.2 模糊控制器设计

3.3.3 遗传模糊优化控制器设计

3.3.4 遗传模糊PID复合控制器设计

3.4 船舶减摇鳍控制系统仿真研究

3.4.1 船舶减摇鳍PID控制仿真

3.4.2 船舶减摇鳍GA-FCPID复合控制仿真

3.4.3 船舶减摇鳍控制系统仿真分析

3.5 小结

第4章 船舶航向控制系统抗饱和控制

4.1 引言

4.2 基础知识

4.2.1 Lyapunov稳定性

4.2.2 吸引域估计

4.2.3 L2增益

4.2.4 凸集分析

4.2.5 线性凸包法

4.2.6 LMI与凸优化

4.3 抗饱和控制算法

4.3.1 问题描述

4.3.2 控制器设计

4.3.3 主要结果

4.3.4 LMI优化求解

4.4 船舶航向保持静态抗饱和控制

4.4.1 船舶航向保持运动建模

4.4.2 舵驱动系统建模

4.4.3 船舶航向保持控制器设计

4.4.4 系统仿真

4.5 船舶航向转向抗饱和控制

4.5.1 船舶航向转向运动建模

4.5.2 船舶航向转向静态抗饱和控制

4.5.3 船舶航向转向饱和有限时间控制

4.5.4 系统仿真

4.6 小结

第5章 船舶航向／横摇鲁棒控制

5.1 引言

5.2 基础知识

5.2.1 参数摄动系统的线性分式表示

5.2.2 线性分式变换与参数摄动系统

5.2.3 简单函数参数摄动系统的线性分式表示

5.2.4 多项式函数参数摄动系统的线性分式表示

5.2.5 有理函数参数摄动系统的线性分式表示

5.3 船舶横摇H00鲁棒控制

5.3.1 H00灵敏度极小化

5.3.2 船舶横摇减摇与H00灵敏度极小化

5.3.3 控制器输出约束问题

5.3.4 船舶横摇减摇系统H00鲁棒控制器设计

5：3.5 系统仿真

5.4 船舶航向H00鲁棒控制

5.4.1 航向控制系统H00鲁棒控制与u综合

5.4.2 基于u综合的航向控制系统H00鲁棒控制器设计

5.4.3 系统仿真

5.5 船舶航向／横摇H00鲁棒控制

5.5.1 航向／横摇联合控制原理

5.5.2 航向／横摇联合H00控制的模型研究

5.5.3 基于u综合的航向／横摇联合H00鲁棒控制器设计

5.5.4 系统仿真

5.6 小结

第6章 船舶航迹／航向神经网络控制

6.1 引言

6.2 基础知识

6.2.1 神经网络研究进展

6.2.2 模糊神经网络的分类

6.2.3 神经网络与模糊逻辑融合

6.3 模糊神经网络控制器研究

6.3.1 模糊神经网络控制器的设计

6.3.2 模糊神经网络控制器的优化

6.4 免疫遗传模糊神经网络研究

6.4.1 遗传算法理论分析

6.4.2 免疫模糊遗传算法研究

6.5 船舶航迹／航向神经网络控制研究

6.5.1 船舶航迹／航向控制过程分析

6.5.2 船舶航迹／航向神经网络控制器结构设计

6.5.3 基于免疫模糊遗传算法的优化设计

6.5.4 船舶航迹／航向神经网络控制系统仿真

6.6 小结

第7章 船舶舵／翼舵一鳍／翼鳍联合智能控制

7.1 引言

7.2 舵／翼舵水动力特性建模

7.2.1 舵／翼舵水动力系数回归模型

7.2.2 回归模型参数估计

7.2.3 回归模型显著性检验

7.3 鳍／翼鳍水动力特性建模

7.3.1 鳍／翼鳍水动力系数回归模型

7.3.2 回归模型参数估计

7.3.3 回归模型显著性检验

7.4 系统驱动能量方程

7.4.1 舵／翼舵驱动能量方程建立

7.4.2 鳍／翼鳍驱动能量方程建立

7.5 舵角／翼舵角智能决策器

7.5.1 舵角／翼舵角分配规则研究

第8章 船舶航向及机炉协调支持向量机复合控制

第9章 船舶航行控制系统故障在线智能预报

第10章 船载三轴稳定平台姿态控制

第11章 船舶航迹／航向解析容错控制

参考文献

船舶运动控制系统及海洋干扰建模、船舶减摇鳍模糊控制、船舶航向抗饱和控制、船舶航向/横摇鲁棒控制、船舶航向/航迹神经网络控制、船舶舵/翼舵-鳍/翼鳍联合控制、船舶支持向量机复合控制、船舶航向控制系统故障预报、船舶舰载设备三轴稳定平台控制和海洋潜器全方位推进器控制等内容。