| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-25页 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外AUV的研究现状 | 第13-17页 |
| 1.2.1 国外AUV的研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.2 国内AUV的研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3 AUV控制系统研究现状 | 第17-22页 |
| 1.3.1 AUV的预测控制研究 | 第17-20页 |
| 1.3.2 AUV的节能控制研究 | 第20-22页 |
| 1.4 AUV系统状态观测器研究 | 第22-23页 |
| 1.5 本课题的主要研究方案及结构安排 | 第23-25页 |
| 第2章 AUV近水面运动建模 | 第25-38页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 坐标系和模型参数定义 | 第25-27页 |
| 2.3 运动学方程 | 第27页 |
| 2.4 动力学方程 | 第27-30页 |
| 2.5 AUV控制模型 | 第30-32页 |
| 2.5.1 AUV纵向运动方程 | 第30-31页 |
| 2.5.2 AUV水平运动方程 | 第31-32页 |
| 2.6 近水面波浪干扰建模 | 第32-37页 |
| 2.6.1 近水面波浪理论 | 第32-34页 |
| 2.6.2 近水面波浪干扰力/力矩的仿真 | 第34-37页 |
| 2.7 本章小结 | 第37-38页 |
| 第3章 基于线性状态观测器的AUV预测控制研究 | 第38-62页 |
| 3.1 引言 | 第38页 |
| 3.2 系统问题描述 | 第38-39页 |
| 3.3 离散时间线性全维状态观测器设计 | 第39-42页 |
| 3.4 离散时间线性降维状态观测器设计 | 第42-46页 |
| 3.4.1 状态估计算法设计 | 第44-45页 |
| 3.4.2 状态估计实现 | 第45-46页 |
| 3.5 基于状态观测器的预测控制 | 第46-54页 |
| 3.5.1 预测控制的基本原理 | 第47-48页 |
| 3.5.2 基于Laguerre函数的预测控制器设计 | 第48-52页 |
| 3.5.3 稳定性分析 | 第52-54页 |
| 3.6 仿真研究 | 第54-61页 |
| 3.6.1 FOSO和ROSO参数计算 | 第54-59页 |
| 3.6.2 预测控制器设计 | 第59-61页 |
| 3.7 本章小结 | 第61-62页 |
| 第4章 基于非线性状态观测器的AUV预测控制研究 | 第62-97页 |
| 4.1 引言 | 第62页 |
| 4.2 系统问题描述 | 第62-63页 |
| 4.3 离散时间全维状态观测器设计 | 第63-68页 |
| 4.4 离散时间降维状态观测器设计 | 第68-77页 |
| 4.4.1 ROSO存在条件 | 第69-70页 |
| 4.4.2 状态估计算法设计 | 第70-74页 |
| 4.4.3 状态估计实现 | 第74页 |
| 4.4.4 改进算法设计 | 第74-77页 |
| 4.5 基于非线性状态空间模型的预测控制 | 第77-84页 |
| 4.5.1 非线性预测控制 | 第77-79页 |
| 4.5.2 非线性预测控制的重构 | 第79-81页 |
| 4.5.3 模型在线线性化的预测控制(MPC-MOL) | 第81-84页 |
| 4.5.4 稳定性分析 | 第84页 |
| 4.6 仿真验证 | 第84-96页 |
| 4.6.1 非线性状态观测器设计 | 第85-90页 |
| 4.6.2 预测控制器设计 | 第90-96页 |
| 4.7 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 基于能耗优化的AUV纵向运动广义预测控制 | 第97-121页 |
| 5.1 引言 | 第97页 |
| 5.2 广义预测控制算法 | 第97-101页 |
| 5.3 基于驱舵能耗最优的广义预测控制 | 第101-111页 |
| 5.3.1 GPC模型的建立 | 第102-103页 |
| 5.3.2 GPC性能指标的改进 | 第103-106页 |
| 5.3.3 GPC的约束条件 | 第106页 |
| 5.3.4 等式约束条件下的优化 | 第106-108页 |
| 5.3.5 不等式约束条件下的优化 | 第108-110页 |
| 5.3.6 约束条件下GPC算法过程 | 第110-111页 |
| 5.4 基于纵向速度和加速度抑制的广义预测控制 | 第111-113页 |
| 5.4.1 基于速度抑制的GPC | 第111-112页 |
| 5.4.2 基于加速度抑制的GPC | 第112-113页 |
| 5.5 仿真结果 | 第113-120页 |
| 5.5.1 AUV下潜及定深GPC仿真 | 第113-115页 |
| 5.5.2 AUV驱舵能耗仿真 | 第115-117页 |
| 5.5.3 AUV输出波动抑制GPC仿真 | 第117-120页 |
| 5.6 本章小结 | 第120-121页 |
| 第6章 AUV推进系统预测控制研究 | 第121-150页 |
| 6.1 引言 | 第121页 |
| 6.2 电力推进系统原理及建模 | 第121-128页 |
| 6.2.1 BLDCM基本工作原理 | 第122-123页 |
| 6.2.2 BLDCM的数学模型 | 第123-124页 |
| 6.2.3 螺旋桨负载特性 | 第124页 |
| 6.2.4 螺旋桨负载特性曲线拟合 | 第124-126页 |
| 6.2.5 直航AUV-螺旋桨数学模型 | 第126-128页 |
| 6.3 AUV推进系统广义预测控制 | 第128-138页 |
| 6.3.1 BLDCM双闭环控制系统 | 第128-129页 |
| 6.3.2 BLDCM预测控制系统 | 第129-131页 |
| 6.3.3 BLDCM的约束条件 | 第131-133页 |
| 6.3.4 仿真研究 | 第133-138页 |
| 6.4 基于有限控制集预测控制的BLDCM换相转矩脉动抑制 | 第138-149页 |
| 6.4.1 换相转矩脉动分析 | 第139-140页 |
| 6.4.2 抑制转矩脉动的开关状态 | 第140-142页 |
| 6.4.3 FCS-MPC | 第142-144页 |
| 6.4.4 换相阶段端电压选择 | 第144页 |
| 6.4.5 换相阶段检测 | 第144-145页 |
| 6.4.6 仿真研究 | 第145-149页 |
| 6.5 本章小结 | 第149-150页 |
| 结论 | 第150-152页 |
| 参考文献 | 第152-165页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第165-166页 |
| 致谢 | 第166页 |
