船舶制導與控制是當前智能船舶研究領域中一個重要的研究課題,內容涵蓋範圍廣泛括船舶路徑跟蹤、動力定位、智能避障、自主航行與姿態控制等眾多主題,終目標在於提高船舶自動化、智能化,保證船舶海上航行的性、經濟性、舒適性。 本書從相關理論發展角度出發,共分8行闡述,主要內容如下。 第1章為全書的緒論,回顧了船舶運動控制理論的發展歷史,圍繞動力定位和路徑跟蹤任務,考察了船舶智能航行制導與控制理論發展概況,為讀者閱讀本書提供了一個整體性、概略性的了解。 第2章介紹了Lyapunov穩定性理論、自適應Backstepping控制、非線性船舶運動數學模型推導過程及簡化方法,並討論了執行器伺服繫統、海洋環境干擾等建模理論,為後續章節中開展制導與控制繫統設計提供基礎。 第3章,利用DSC和MLP技術,提出了一種小參數化條件下的船舶智能航行制導與魯棒控制方法。 第4章,面向船舶控制工程實際需求,提出了一種考慮執行器配置約束的船舶智能航行制導與魯棒控制方法。 第5章,考慮了海洋工程實際中“動力定位船舶輔助繫統不適於惡劣海況下長期任務值守”,提出一種具有能量優化機制的動力定位船舶DVS優化制導與魯棒控制方法。 第6章,針對船船會遇避障問題,提出了一種具有踫撞風險預測機制的船舶DVS避障制導與魯棒控制方法。 第7章,針對多靜止障礙目標航行環境特征,提出一種考慮控制工程計算負載需求的船舶DVS避障制導與魯棒控制方法。 第8章,針對混合障礙目標航行環境特征,提出一種考慮執行器配置約束的船舶DVS避障制導與魯棒控制方法。 本書第1章、第5~8章由張國慶撰寫,第2章由張顯庫撰寫,第3、4章由張國慶和張顯庫共同撰寫,研究生李紀強、劉上、李博、韓軍、董相君對書行了校對及整理工作。在本書的撰寫過程中,賈欣樂教授給予了悉心的指導。感謝大連海事大學劉正江校長、章文俊教授、尹勇教授、謝洪彬教授對本書的悉心指導及寶貴意見。本書反映了筆者的新研究成果,對從事船舶運動控制研究的學者具有一定的借鋻意義。 本書獲得國家自然科學(52171291,51909018)、遼寧省自然科學(20180520039)、大連市科技創新(2019J12GX026)和遼寧省“百千萬人纔工程”項目(2021B64)的資助,在此表示深切的謝意。 由於作者有限,書中難免存在不足之處,懇請廣大專家讀者批評、指正。 |