导读:本文包含了欠驱动船舶论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:欠驱动船舶,路径跟踪,动态面控制,神经网络
欠驱动船舶论文文献综述
张贺,姚杰,隋江华,邓英杰,张国庆[1]（2019）在《基于DSC的欠驱动船舶路径跟踪神经滑模控制》一文中研究指出为进一步提高船舶路径跟踪的准确性和稳定性,针对欠驱动船舶易受外界环境的干扰和模型不确定等问题,提出一种基于动态面技术的神经网络滑模控制策略。在虚拟船逻辑制导算法的基础上,结合反步法对虚拟控制律进行设计,引入动态面技术对虚拟控制律的导数进行估计,避免因直接求导而增加计算负担。在动力学回路设计中,将径向基神经网络与滑模控制相结合,设计神经网络权重的自适应律,实现对系统非线性项的在线估计和对实际控制律的设计。采用Lyapunov直接法证明闭环系统的稳定性,并对一艘长为32m的单体船进行仿真试验。结果表明,该控制策略可行,能实现对欠驱动船舶路径的有效跟踪。(本文来源于《船舶工程》期刊2019年10期）
郭建群,吴青,初秀民,谢朔,郑茂[2]（2019）在《欠驱动船舶自主避碰的算法设计》一文中研究指出为解决传统A~*算法在船舶路径规划中存在的路径不平滑及大范围地图下搜索效率不高等问题,根据能量守恒定律对A~*算法中的评价函数进行重新定义,提出改进A~*算法;同时引入人工势场法(artificial potential field, APF),并对APF中的斥力场系数进行修正;结合2种改进方法,考虑欠驱动船舶的运动特性,设计出一种混合算法。通过MATLAB进行仿真对比,发现所提出的混合算法规划路径更优、效率更高。(本文来源于《交通科技》期刊2019年05期）
沈智鹏,邹天宇,王茹[3]（2019）在《基于扩张观测器的欠驱动船舶轨迹跟踪低频学习自适应动态面输出反馈控制》一文中研究指出针对速度不可测的叁自由度欠驱动船舶轨迹跟踪控制问题,考虑船舶存在模型参数不确定项以及外界环境干扰未知情况,提出一种基于扩张观测器的欠驱动船舶轨迹跟踪低频学习自适应动态面输出反馈控制策略.该策略构造扩张观测器估计船舶速度向量,利用神经网络算法逼近模型参数不确定项,然后采用动态面控制技术避免对虚拟控制律直接求导,简化控制律计算过程,并引入低频增益学习技术消除外界扰动导致控制信号产生高频振荡,最后选取李雅普诺夫函数证明该控制律能够保证船舶跟踪闭环系统中所有误差信号一致最终有界.仿真结果表明,本文所设计控制器对船舶模型参数不确定项及外界环境干扰具有较强的鲁棒性,能够实现对船舶轨迹的有效跟踪.(本文来源于《控制理论与应用》期刊2019年06期）
罗彩君[4]（2019）在《基于粒子群算法的欠驱动船舶航向控制研究》一文中研究指出欠驱动船舶是指只能通过螺旋桨推进器和船舵进行水平面3个自由度运动的船舶,通常,当船舶某些执行器结构出现故障时,船舶此时具有欠驱动特征。欠驱动船舶的航行控制系统是一个典型的非线性系统,研究欠驱动船舶的运动控制不仅可以提高船舶的自动化水平,还对保障船舶的航行安全有重要意义。本文首先介绍了一种粒子群优化算法,并对该优化算法的原理和流程进行研究,然后基于粒子群优化算法对欠驱动船舶的运动控制进行研究,开发了一种基于粒子群算法的欠驱动船舶运动控制器,并进行仿真试验。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2019年10期）
刘勇,卜仁祥,李强[5]（2019）在《欠驱动船舶轨迹跟踪控制设计》一文中研究指出针对常规水面船舶具有二阶非完整约束的特点,利用动态非线性滑模分解迭代设计结合增量反馈方法,解除了要求参考航向已知和角速度持续激励的限制条件,并且无需对不确定模型参数或风、流干扰进行估计;通过对跟踪偏差进行输入输出解耦,设计了输出反馈控制器,在仅有平面轨迹和船位已知条件下可完成欠驱动船舶的轨迹跟踪。应用"育龙"轮的非线性水动力模型进行了仿真,结果表明输出反馈控制器能够有效进行圆弧和正弦的曲线轨迹跟踪,并且对外界干扰不敏感,具有强鲁棒性。验证了设计的控制算法能有效解决模型参数不确定以及外界风流干扰未知的难点问题,具有很强的实践应用价值。(本文来源于《计算机仿真》期刊2019年05期）
陆荣,王海荣,黄麟[6]（2019）在《欠驱动船舶航向控制系统的粒子群优化控制》一文中研究指出随着海上航运业的发展,海上航线的船舶越来越多,航线越来越拥挤,为了保障船舶航行的安全性、可靠性,人们对船舶的航向控制技术进行了深入的研究。欠驱动船舶的航向控制问题是一个典型的非线性问题,为了更好地控制影响船舶航向的因素,如动力、海浪、海风作用力等,本文基于粒子群优化控制技术,设计了一种新型的欠驱动船舶航向控制系统。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2019年02期）
沈智鹏,毕艳楠,郭坦坦,王茹[7]（2019）在《带非线性观测器的欠驱动船舶自适应动态面输出反馈轨迹跟踪控制》一文中研究指出针对船速与艏摇角速度均不可测的叁自由度欠驱动船舶轨迹跟踪问题,考虑在海洋环境扰动未知,提出一种带非线性观测器的动态面自适应输出反馈控制方法。该方法通过对系统模型进行坐标变换,设计非线性观测器估计船舶的速度向量;采用动态面技术可处理反演法对虚拟控制量求导导致的"微分膨胀"问题,减少计算量;同时采用自适应律估计海洋环境干扰的界值,从而防止参数漂移。利用Lyapunov函数证明该控制律可保证船舶轨迹跟踪误差的一致最终有界性,仿真结果证明了所提出控制方法的有效性。(本文来源于《系统工程与电子技术》期刊2019年02期）
刘志林,李国胜,张军[8]（2019）在《有横摇约束的欠驱动船舶航迹跟踪预测控制》一文中研究指出针对欠驱动水面船舶在直线航迹跟踪中受到强烈的风、浪、流时变干扰影响时出现大幅度的摇荡运动的情况,采用自适应卡尔曼状态估计和鲁棒预测控制,提出一种具有横摇角约束的控制器综合设计方法。建立时变干扰作用下的仿射切换系统模型及测量模型;基于扩展状态的自适应卡尔曼滤波方法,对船舶模型的状态和随机干扰力矩进行估计,并对估计的干扰力矩进行前馈补偿。考虑船舶的真实状态与卡尔曼观测状态之间存在观测误差,将控制器与观测器综合考虑,提出一种基于状态观测器和H_2/H_∞混合性能指标的直接约束鲁棒预测控制,在性能指标与控制器设计中直接利用观测状态;将状态约束、鲁棒稳定性约束、性能指标转化为LMI(线性矩阵不等式)的凸优化问题。理论证明了所设计闭环系统的一致有界稳定性,并且通过仿真验证了控制器能实现直线航迹鲁棒跟踪,在保证横摇角在约束范围内,对干扰有着有效的抑制作用。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2019年02期）
沈智鹏,景富盛[9]（2019）在《欠驱动船舶路径跟踪神经元自适应迭代滑模控制》一文中研究指出针对模型存在参数不确定以及遭受未知外界干扰的欠驱动船舶路径跟踪控制问题,本文提出一种基于Lyapunov稳定性的神经元自适应迭代滑模控制方法。该方法根据路径跟踪偏差信息构造出四阶非线性迭代滑模面,利用最高阶滑模面构建Lyapunov能量函数,并得到满足系统渐近稳定性条件的一个误差函数,进而采用Adaline单神经元设计自适应控制器,且结合最小二乘法推导出使误差函数收敛的神经元权重在线学习算法,可避免对模型参数不确定项和外界干扰进行估计。将设计的控制器应用于5446TEU集装箱船模型进行仿真,结果表明控制系统能有效地处理模型参数摄动及风浪干扰,具有强鲁棒性,且与迭代滑模控制器相比所得控制舵角输出更加平滑有效。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2019年03期）
孙志坚[10]（2018）在《欠驱动船舶轨迹跟踪与编队控制算法研究》一文中研究指出众所周知,世界贸易的最大运输保障是海洋运输,海洋运输由于其运输成本低,运输量大而备受欢迎。在海洋运输中,船舶是其最主要的运输载体,船舶运输是国际贸易的根本保障。伴随着国际贸易的频繁、交易量的增长和大型远洋集装箱船的兴起,能够适应长路途、大容量的现代化智能船舶越来越得到国际贸易的青睐,加之各国海军装备技术的不断提高,军民共用技术的普及和发展,船舶运动控制技术成为了学术界的研究热点。在船舶运动控制中,由于欠驱动船舶横漂运动方向没有推进设备,使得其相比于全驱动船舶更具挑战性。欠驱动船舶具有强耦合、模型不确定等非线性特性,其运动控制存在外界时变干扰和船舶操纵性约束等特点。在欠驱动船舶的研究领域中,单船控制和编队控制是两大主要课题,其中,单船控制是基础。然而,伴随着船舶任务多样性的发展趋势,基于单船控制衍生而来的船舶编队控制也越来越得到学术界的关注。相对于单船控制,编队控制在海洋搜救、资源勘探、海洋科考、船舶救援、远洋补给等方面优势明显。因此,探索欠驱动船舶的单船控制和编队控制方法,不仅对我国掌握船舶控制技术自主知识产权有很重要的意义,也符合我国加快建设海洋强国的国家战略要求。本文在船舶叁自由度运动模型的基础上,深入分析了欠驱动船舶的非线性控制特性,结合了船舶模型不确定性和扰动时变等特性,对欠驱动船舶轨迹跟踪控制和编队控制进行了系统的研究。主要研究内容如下:(1)针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制中的虚拟控制律求导复杂和外界扰动未知等特性,提出了基于自适应PI滑模和估计扰动上界控制方法。通过引入虚拟速度变量,将轨迹跟踪控制问题转化为控制误差镇定问题,采用PI滑模控制和反步控制克服系统虚拟控制律求导复杂问题。利用分步标量函数的设计,给出系统控制器设计具体方案。直观地给出了控制系统设计原理,增加了控制系统设计的直观性。采用估计扰动上界的控制方法补偿外界未知扰动,处理外界未知扰动对闭环控制系统的影响。最后,通过闭环系统控制器的设计和系统稳定性分析,得到闭环系统系统半全局一致有界特性。(2)考虑工程实际需求,深入分析了在采用自适应PD滑模和参数估计控制方法设计欠驱动船舶轨迹跟踪控制器时,存在扰动一阶可导的假设问题,以及现有欠驱动船舶轨迹跟踪控制研究中,采用基于符号函数的滑模动态控制律设计造成系统抖振等问题。提出了一种基于PI连续滑模控制和扰动上界估计的控制算法。通过将控制输出分为处理未知扰动和模型不确定两部分进行处理,在处理模型不确定时采用连续滑模动态控制律设计方法,从而避免由符号函数带来的系统抖振。在处理控制系统外界未知扰动问题中,利用估计扰动上界的方法可以有效的避免扰动一阶可导假设等问题,使得控制算法在实际工程中更加有效。(3)针对现存船舶轨迹跟踪算法中需要基于横漂速度无源有界的假设,本文提出一种放宽此种假设的船舶轨迹跟踪算法。通过构造虚拟控制,建立虚拟控制量与横漂速度之间的数学关系,利用坐标转化将系统轨迹跟踪问题转化为控制误差镇定问题。采用自适应PI滑模和参数估计方法进行控制器设计,实现了欠驱动水面船轨迹跟踪控制。最后通过李雅普洛夫稳定性证明了闭环系统的稳定性,得出闭环系统半全局一致有界收敛特性。(4)在研究单船轨迹跟踪的基础上,研究了基于领导-跟随法的欠驱动船舶编队控制问题。分析了欠驱动领导船和跟随船同时存在模型不确定和外界环境扰动未知的特性,利用自适应PI滑模和扰动估计上界方法进行编队控制系统设计。在控制器的设计中,通过采用自适应鲁棒滑模和扰动上界估计控制,实时估计系统的模型参数和外界环境扰动,降低了编队控制对船舶精确模型的依赖,提高了控制系统的控制精度。为了减轻因系统信息传输带来的网络负担并降低船载速度测量设备成本,采用自适应控制来补偿领导船的动态速度信息,从而降低了对领导船动态速度信息的依赖。最后,对本文所做工作进行了总结,展望了考虑船舶避碰、避障以及最优编队性能指标下船舶编队控制研究等后续的研究方向。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-06-22）
欠驱动船舶论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为解决传统A~*算法在船舶路径规划中存在的路径不平滑及大范围地图下搜索效率不高等问题,根据能量守恒定律对A~*算法中的评价函数进行重新定义,提出改进A~*算法;同时引入人工势场法(artificial potential field, APF),并对APF中的斥力场系数进行修正;结合2种改进方法,考虑欠驱动船舶的运动特性,设计出一种混合算法。通过MATLAB进行仿真对比,发现所提出的混合算法规划路径更优、效率更高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
欠驱动船舶论文参考文献
[1].张贺,姚杰,隋江华,邓英杰,张国庆.基于DSC的欠驱动船舶路径跟踪神经滑模控制[J].船舶工程.2019
[2].郭建群,吴青,初秀民,谢朔,郑茂.欠驱动船舶自主避碰的算法设计[J].交通科技.2019
[3].沈智鹏,邹天宇,王茹.基于扩张观测器的欠驱动船舶轨迹跟踪低频学习自适应动态面输出反馈控制[J].控制理论与应用.2019
[4].罗彩君.基于粒子群算法的欠驱动船舶航向控制研究[J].舰船科学技术.2019
[5].刘勇,卜仁祥,李强.欠驱动船舶轨迹跟踪控制设计[J].计算机仿真.2019
[6].陆荣,王海荣,黄麟.欠驱动船舶航向控制系统的粒子群优化控制[J].舰船科学技术.2019
[7].沈智鹏,毕艳楠,郭坦坦,王茹.带非线性观测器的欠驱动船舶自适应动态面输出反馈轨迹跟踪控制[J].系统工程与电子技术.2019
[8].刘志林,李国胜,张军.有横摇约束的欠驱动船舶航迹跟踪预测控制[J].哈尔滨工程大学学报.2019
[9].沈智鹏,景富盛.欠驱动船舶路径跟踪神经元自适应迭代滑模控制[J].哈尔滨工程大学学报.2019
[10].孙志坚.欠驱动船舶轨迹跟踪与编队控制算法研究[D].上海交通大学.2018