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原文传递基于刚性结构的船舶编队控制

论文题名：	基于刚性结构的船舶编队控制
关键词：	船舶编队;滑模控制;自适应神经网络;刚性图理论
摘要：	船舶运动模型具有本质非线性、欠驱动、和时变环境干扰等特性，船舶运动控制问题受到研究人员的广泛关注。传统的船舶运动控制问题主要针对单船舶的运动控制，然而，随着海洋工程的全面迅猛发展，实际工程中迫切的需要多船舶系统协同作业以完成更复杂的任务，例如海军舰队作业、海洋补给、环境监测和资源探测等。而船舶编队控制技术无疑是实现上述作业所需的最重要的技术之一。近年来，船舶运动控制领域专家学者一直致力于寻求有效的控制方法解决具有模型不确定性、外界干扰、高度非线性、非完整性等特性的多船舶编队控制问题，并已经取得了可观的研究成果，但仍有许多问题等待研究人员的解决。为此，本文在国内外有关船舶航编队控制问题的研究成果进行深入分析的基础上，研究了船舶编队控制中的编队队形保持问题，论文的主要工作包括以下几个方面: 　　第一，在虚拟结构法编队控制框架下，采用滑模控制方法，针对多船舶航迹跟踪问题提出了一种自适应神经网络编队控制方法，该方法使多船舶系统能够以较高精度按照期望队形航行并维持期望的轨迹，利用李雅普诺夫稳定性理论证明了此编队控制方法的收敛性和控制系统的稳定性。利用MATLAB软件进行仿真实验，实验结果验证了该控制算法的有效性。　　第二，以刚性图理论为基础，采用backstepping控制技术，提出了一种基于相对位置的自适应船舶编队控制方法，该方法使船舶编队控制的实现不再依赖于船舶大地坐标系下的坐标，利用李雅普诺夫稳定性理论证明了此编队控制方法的收敛性和控制系统的稳定性。利用MATLAB软件进行仿真实验，实验结果验证了该控制算法的有效性。　　第三，对本文研究的内容进行归纳和整理，总结了一些船舶编队控制方面仍需解决的问题和未来的研究方向。
作者：	秦奇
专业：	交通信息工程及控制
导师：	李铁山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文