本書針對存在內部模型不確定性、外部環(huán)境擾動下的無人船,系統(tǒng)介紹其擴張狀態(tài)觀測器設計方法,以及基于擴張狀態(tài)觀測器的抗干擾控制器應用。本書的主要內容包括:無人船狀態(tài)重構與擾動估計的國內外研究現(xiàn)狀、無人船擴張狀態(tài)觀測器設計的基礎知識、無人船非線性擴張狀態(tài)觀測器設計、無人船事件觸發(fā)非線性擴張狀態(tài)觀測器設計、無人船自適應擴張狀態(tài)觀測器設計、無人船數(shù)據(jù)驅動自適應擴張狀態(tài)觀測器設計、基于波浪濾波的無人船擴張狀態(tài)觀測器設計、基于擴張狀態(tài)觀測器的無人船抗干擾控制器設計。本書附有電子彩圖,讀者可掃封底二維碼閱讀彩圖。
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遼寧省自然科學一等獎,多無人船分布式集群控制與智能優(yōu)化,遼寧省人民政府,排名2
目錄
前言
常用符號表
第1章 緒論 1
1.1 無人船研究背景與意義 1
1.2 無人船擾動估計與狀態(tài)觀測研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 無人船擾動估計方法研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 無人船狀態(tài)觀測方法研究現(xiàn)狀 5
1.2.3 無人船擴張狀態(tài)觀測器研究現(xiàn)狀 6
1.3 本書結構 7
第2章 基礎知識 11
2.1 無人船運動模型 11
2.2 穩(wěn)定性定理 15
2.3 投影算子 17
2.4 加權齊次性 18
第3章 無人船非線性擴張狀態(tài)觀測器 20
3.1 非線性擴張狀態(tài)觀測器 20
3.1.1 問題描述 20
3.1.2 觀測器設計 21
3.1.3 穩(wěn)定性分析 23
3.1.4 仿真驗證 24
3.2 有限時間非線性擴張狀態(tài)觀測器 26
3.2.1 問題描述 27
3.2.2 觀測器設計 27
3.2.3 穩(wěn)定性分析 27
3.2.4 仿真驗證 30
3.3 本章小結 32
第4章 無人船事件觸發(fā)非線性擴張狀態(tài)觀測器 33
4.1 事件觸發(fā)非線性擴張狀態(tài)觀測器 33
4.1.1 問題描述 33
4.1.2 觀測器設計 34
4.1.3 穩(wěn)定性分析 35
4.1.4 仿真與實驗驗證 38
4.2 事件觸發(fā)有限時間非線性擴張狀態(tài)觀測器 38
4.2.1 問題描述 38
4.2.2 觀測器設計 39
4.2.3 穩(wěn)定性分析 40
4.2.4 仿真與實驗驗證 42
4.3 基于預測器的事件觸發(fā)非線性擴張狀態(tài)觀測器 45
4.3.1 問題描述 46
4.3.2 觀測器設計 46
4.3.3 穩(wěn)定性分析 49
4.3.4 仿真與實驗驗證 50
4.4 本章小結 53
第5章 無人船自適應擴張狀態(tài)觀測器 54
5.1 基于初始激勵的自適應擴張狀態(tài)觀測器 55
5.1.1 問題描述 56
5.1.2 觀測器設計 57
5.1.3 穩(wěn)定性分析 60
5.1.4 仿真驗證 62
5.2 基于間隔激勵的自適應擴張狀態(tài)觀測器 66
5.2.1 問題描述 66
5.2.2 觀測器設計 67
5.2.3 穩(wěn)定性分析 69
5.2.4 仿真與實驗驗證 71
5.3 本章小結 78
第6章 無人船數(shù)據(jù)驅動自適應擴張狀態(tài)觀測器 79
6.1 數(shù)據(jù)驅動并行學習自適應擴張狀態(tài)觀測器 80
6.1.1 問題描述 80
6.1.2 觀測器設計 80
6.1.3 穩(wěn)定性分析 83
6.1.4 仿真驗證 86
6.2 數(shù)據(jù)驅動并行學習自適應有限時間擴張狀態(tài)觀測器 90
6.2.1 問題描述 90
6.2.2 觀測器設計 91
6.2.3 穩(wěn)定性分析 92
6.2.4 仿真與實驗驗證 94
6.3 本章小結 98
第7章 基于波浪濾波的無人船擴張狀態(tài)觀測器 99
7.1 基于波浪濾波的數(shù)據(jù)驅動自適應擴張狀態(tài)觀測器 100
7.1.1 問題描述 100
7.1.2 觀測器設計 101
7.1.3 穩(wěn)定性分析 105
7.1.4 仿真與實驗驗證 107
7.2 基于波浪濾波的數(shù)據(jù)驅動自適應有限時間擴張狀態(tài)觀測器 115
7.2.1 問題描述 115
7.2.2 觀測器設計 116
7.2.3 穩(wěn)定性分析 116
7.2.4 仿真與實驗驗證 117
7.3 本章小結 125
第8章 基于擴張狀態(tài)觀測器的無人船抗干擾控制 126
8.1 基于非線性擴張狀態(tài)觀測器的無人船軌跡跟蹤控制 126
8.1.1 問題描述 126
8.1.2 控制器設計 126
8.1.3 穩(wěn)定性分析 127
8.1.4 仿真驗證 128
8.2 基于自適應擴張狀態(tài)觀測器的無人船路徑跟蹤控制 130
8.2.1 問題描述 130
8.2.2 控制器設計 131
8.2.3 穩(wěn)定性分析 132
8.2.4 仿真驗證 133
8.3 本章小結 136
參考文獻 137