| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 主要符号表 | 第11-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-24页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第13-15页 |
| 1.1.1 水面无人艇研究背景和意义 | 第13-14页 |
| 1.1.2 水面无人艇数学建模的意义和目的 | 第14页 |
| 1.1.3 水面无人艇自主航迹跟踪的意义和目的 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外水面无人艇研究现状 | 第15-23页 |
| 1.2.1 国外水面无人艇研究现状 | 第15-21页 |
| 1.2.2 国内水面无人艇研究现状 | 第21-22页 |
| 1.2.3 水面无人艇数学建模和自主航迹跟踪研究现状 | 第22-23页 |
| 1.3 本文的研究内容和结构安排 | 第23页 |
| 1.4 课题来源 | 第23-24页 |
| 第二章 水面无人艇运动数学模型 | 第24-45页 |
| 2.1 水面无人艇运动坐标系 | 第24-26页 |
| 2.2 水面无人艇平面运动数学方程 | 第26-29页 |
| 2.2.1 在惯性坐标系下的运动学方程 | 第26页 |
| 2.2.2 在艇体坐标系下的动力学方程 | 第26-29页 |
| 2.3 水面无人艇线性化数学模型 | 第29-34页 |
| 2.3.1 水面无人艇动力学方程的线性化 | 第29-32页 |
| 2.3.2 水面无人艇状态空间型和传递函数型数学模型 | 第32-34页 |
| 2.4 水面无人艇模型参数计算 | 第34-36页 |
| 2.5 水面无人艇数学模型参数辨识验证 | 第36-43页 |
| 2.5.1 系统辨识方法的发展和应用 | 第36-38页 |
| 2.5.2 传递函数阶跃响应辨识法 | 第38-39页 |
| 2.5.3 水面无人艇辨识过程与结果分析 | 第39-43页 |
| 2.6 伺服舵机数学模型 | 第43-44页 |
| 2.7 本章小结 | 第44-45页 |
| 第三章 水面无人艇航行控制器的设计与仿真 | 第45-64页 |
| 3.1 水面无人艇运动控制的发展研究 | 第45-46页 |
| 3.2 水面无人艇运动控制要求分析 | 第46页 |
| 3.3 水面无人艇航向航迹控制原理 | 第46-48页 |
| 3.3.1 航向控制原理 | 第46-47页 |
| 3.3.2 航迹控制原理 | 第47-48页 |
| 3.4 PID控制理论基础 | 第48-51页 |
| 3.4.1 经典PID控制 | 第48-49页 |
| 3.4.2 鲁棒PID控制 | 第49-51页 |
| 3.5 滑模变结构控制理论基础 | 第51-53页 |
| 3.5.1 滑模变结构控制基本原理 | 第51-52页 |
| 3.5.2 滑模面参数和趋近率的选择 | 第52-53页 |
| 3.6 水面无人艇航向控制器的设计与仿真 | 第53-63页 |
| 3.6.1 经典PID控制其的设计与仿真 | 第53-56页 |
| 3.6.2 鲁棒PID控制器设计与仿真 | 第56-60页 |
| 3.6.3 鲁棒PID滑模变结构控制器的设计与仿真 | 第60-63页 |
| 3.7 本章小结 | 第63-64页 |
| 第四章 水面无人艇实验平台和控制系统软硬件设计 | 第64-75页 |
| 4.1 水面无人艇试验平台设计 | 第64-67页 |
| 4.1.1 水面无人艇实验平台需求分析 | 第64-65页 |
| 4.1.2 水面无人艇机械平台设计 | 第65-67页 |
| 4.2 水面无人艇硬件系统 | 第67-71页 |
| 4.2.1 水面无人艇硬件系统概述 | 第67-70页 |
| 4.2.2 水面无人艇主处理器ARM7与辅处理器 | 第70页 |
| 4.2.3 水面无人艇数据传输子系统 | 第70-71页 |
| 4.3 水面无人艇软件系统 | 第71-74页 |
| 4.4 小结 | 第74-75页 |
| 第五章 水面无人艇航迹跟踪仿真与实现 | 第75-88页 |
| 5.1 水面无人艇航迹跟踪理论 | 第75-79页 |
| 5.1.1 点对点路径跟踪理论 | 第75-76页 |
| 5.1.2 水面无人艇航迹跟踪仿真 | 第76-79页 |
| 5.2 水面无人艇航迹跟踪方案设计 | 第79-81页 |
| 5.2.1 轨迹跟踪系统结构框图 | 第79页 |
| 5.2.2 水面无人艇航行状态描述 | 第79-80页 |
| 5.2.3 水面无人艇航迹设定 | 第80-81页 |
| 5.3 水面无人艇轨迹跟踪实验 | 第81-87页 |
| 5.3.1 实验的设计 | 第81-82页 |
| 5.3.2 点对点跟踪 | 第82-84页 |
| 5.3.3 直线航迹跟踪 | 第84-87页 |
| 5.4 本章小结 | 第87-88页 |
| 总结与展望 | 第88-90页 |
| 参考文献 | 第90-95页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第95-96页 |
| 致谢 | 第96-97页 |
| 附表 | 第97页 |
