| 摘要 | 第3-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-27页 |
| 1.1 课题背景与研究意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-22页 |
| 1.2.1 船舶航向控制相关研究 | 第15-16页 |
| 1.2.2 船舶路径跟踪控制相关研究 | 第16-19页 |
| 1.2.3 船舶减横摇控制相关研究 | 第19-22页 |
| 1.3 本文的主要工作与创新 | 第22-25页 |
| 1.4 本文的组织结构 | 第25-27页 |
| 第2章 船舶运动数学模型 | 第27-44页 |
| 2.1 引言 | 第27页 |
| 2.2 船舶运动数学模型在控制领域中的分类 | 第27-28页 |
| 2.3 船舶运动数学模型 | 第28-35页 |
| 2.3.1 船舶运动学模型 | 第28-30页 |
| 2.3.2 船舶动力学模型 | 第30-32页 |
| 2.3.3 波浪模型 | 第32-35页 |
| 2.4 Serret-Frenet框架 | 第35-36页 |
| 2.5 视线方法 | 第36-37页 |
| 2.6 本文所使用的仿真模型 | 第37-40页 |
| 2.6.1 运动学模型 | 第38页 |
| 2.6.2 动力学模型 | 第38-40页 |
| 2.7 本文所使用的控制器设计模型 | 第40-43页 |
| 2.7.1 船舶航向控制的控制器设计模型 | 第41页 |
| 2.7.2 船舶路径跟踪的控制器设计模型 | 第41-42页 |
| 2.7.3 基于舵的船舶路径跟踪与减横摇的控制器设计模型 | 第42页 |
| 2.7.4 基于舵、鳍联合的船舶路径跟踪与减横摇的控制器设计模型 | 第42-43页 |
| 2.8 本章小结 | 第43-44页 |
| 第3章 船舶航向控制 | 第44-84页 |
| 3.1 引言 | 第44页 |
| 3.2 李雅普诺夫稳定性理论 | 第44-47页 |
| 3.2.1 李雅普诺夫稳定性定义 | 第45页 |
| 3.2.2 李雅普诺夫稳定性定理 | 第45-47页 |
| 3.3 基于滑模方法的船舶航向控制设计 | 第47-57页 |
| 3.3.1 滑模方法基本原理 | 第47-51页 |
| 3.3.2 状态反馈滑模面设计方法 | 第51-52页 |
| 3.3.3 基于滑模方法的船舶航向控制律设计 | 第52-53页 |
| 3.3.4 仿真结果及其分析 | 第53-57页 |
| 3.4 基于综合后推与神经网络方法的船舶航向控制设计 | 第57-69页 |
| 3.4.1 后推方法基本原理 | 第57-62页 |
| 3.4.2 径向基神经网络逼近未知非线性函数 | 第62-63页 |
| 3.4.3 基于综合后推与神经网络方法的船舶航向控制律设计 | 第63-66页 |
| 3.4.4 仿真结果及其分析 | 第66-69页 |
| 3.5 基于模型预测控制方法的船舶航向控制设计 | 第69-79页 |
| 3.5.1 模型预测控制方法的基本原理 | 第69-75页 |
| 3.5.2 基于模型预测控制方法的船舶航向控制律设计 | 第75-77页 |
| 3.5.3 仿真结果及其分析 | 第77-79页 |
| 3.6 仿真结果对比研究 | 第79-83页 |
| 3.6.1 无外界干扰时不同控制律的控制效果对比 | 第79-80页 |
| 3.6.2 有外界干扰时不同控制律的控制效果对比 | 第80-82页 |
| 3.6.3 PID，后推及LQR控制效果对比 | 第82-83页 |
| 3.7 本章小结 | 第83-84页 |
| 第4章 船舶路径跟踪控制 | 第84-106页 |
| 4.1 引言 | 第84页 |
| 4.2 问题描述 | 第84-86页 |
| 4.3 基于状态反馈滑模方法的船舶路径跟踪控制律设计 | 第86-91页 |
| 4.3.1 控制律设计 | 第86-87页 |
| 4.3.2 无外界干扰时的直线路径跟踪控制 | 第87-88页 |
| 4.3.3 有外界干扰时的直线路径跟踪控制 | 第88-89页 |
| 4.3.4 无外界干扰时的曲线路径跟踪控制 | 第89-90页 |
| 4.3.5 有外界干扰时的曲线路径跟踪控制 | 第90-91页 |
| 4.4 基于综合后推与神经网络方法的船舶路径跟踪控制律设计 | 第91-101页 |
| 4.4.1 控制律设计 | 第91-95页 |
| 4.4.2 无外界干扰时的直线路径跟踪控制 | 第95-98页 |
| 4.4.3 有外界干扰时的直线路径跟踪控制 | 第98-99页 |
| 4.4.4 无外界干扰时的曲线路径跟踪控制 | 第99-100页 |
| 4.4.5 有外界干扰时的曲线路径跟踪控制 | 第100-101页 |
| 4.5 不同控制律的控制效果对比研究 | 第101-105页 |
| 4.5.1 Serret-Frenet框架与LOS方法 | 第101页 |
| 4.5.2 无外界干扰时的船舶直线路径跟踪控制效果对比 | 第101-103页 |
| 4.5.3 无外界干扰时的船舶曲线路径跟踪控制效果对比 | 第103页 |
| 4.5.4 有外界干扰时的船舶直线路径跟踪控制效果对比 | 第103-104页 |
| 4.5.5 有外界干扰时的船舶曲线路径跟踪控制效果对比 | 第104-105页 |
| 4.6 本章小结 | 第105-106页 |
| 第5章 基于舵的船舶路径跟踪与减横摇控制 | 第106-122页 |
| 5.1 引言 | 第106页 |
| 5.2 问题描述 | 第106-107页 |
| 5.3 基于舵船舶路径跟踪与减横摇综合控制 | 第107-121页 |
| 5.3.1 控制律设计 | 第107-111页 |
| 5.3.2 船舶直线路径跟踪与减横摇控制 | 第111-112页 |
| 5.3.3 船舶曲线路径跟踪与减横摇控制 | 第112-114页 |
| 5.3.4 控制时域的影响 | 第114页 |
| 5.3.5 预测时域的影响 | 第114-115页 |
| 5.3.6 LOS参数的影响 | 第115-119页 |
| 5.3.7 船舶路径跟踪与减横摇控制之间的相互影响 | 第119-121页 |
| 5.4 本章小结 | 第121-122页 |
| 第6章 基于舵、鳍联合的船舶路径跟踪与减横摇控制 | 第122-148页 |
| 6.1 引言 | 第122-124页 |
| 6.2 问题描述 | 第124-126页 |
| 6.3 分离式方案 | 第126-132页 |
| 6.3.1 基于PID方法的分离式方案 | 第126-128页 |
| 6.3.2 基于综合后推、滑模与神经网络方法的分离式方案 | 第128-132页 |
| 6.4 整体式方案 | 第132-137页 |
| 6.5 半分离式方案 | 第137-147页 |
| 6.5.1 基于模型预测控制的舵控制律及基于滑模的鳍控制律 | 第137-143页 |
| 6.5.2 基于模型预测控制的舵控制律及基于综合滑模与神经网络的鳍控制律 | 第143-147页 |
| 6.6 本章小结 | 第147-148页 |
| 第7章 总结与展望 | 第148-151页 |
| 7.1 全文总结 | 第148-149页 |
| 7.2 研究展望 | 第149-151页 |
| 参考文献 | 第151-161页 |
| 致谢 | 第161-162页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文 | 第162-164页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第164-166页 |
