基于终端滑模的欠驱动水面船舶航迹跟踪及编队控制的开题报告.docx

基于终端滑模的欠驱动水面船舶航迹跟踪及编队控制的开题报告
一、研究背景和意义：
水面船舶的航迹跟踪与编队控制是一种重要而复杂的问题，一直是船舶控制领域的关键研究方向。而在控制过程中，欠驱动水面船舶的控制问题更加复杂，传统的控制方法往往难以有效解决。因此，在欠驱动水面船舶的控制领域，开展研究具有一定的现实意义和广泛的应用前景。
终端滑模控制是一种新兴的控制方法，具有在不确定性和干扰下保持系统稳定性的优势。该方法因其具有复杂船舶的非线性、时变特性，适用于欠驱动水面船舶的控制问题。
因此，基于终端滑模的欠驱动水面船舶航迹跟踪与编队控制研究具有重要的理论和应用意义。该研究可以为船舶控制领域提供新的思路和方法，推动欠驱动水面船舶的控制问题得到更好地解决，促进我国船舶技术的发展和进步。
二、主要研究内容：
1.基于终端滑模的欠驱动水面船舶航迹跟踪控制。
该研究将终端滑模控制应用于欠驱动水面船舶的航迹跟踪控制问题中，提出了一种新的、适用于欠驱动水面船舶的控制方法。通过构建一种滑模控制器，可以通过对船舶控制量的稳定性控制来保证系统的良好控制效果。此外，还需要考虑到环境因素和船舶本身的特性，通过优化控制参数来实现系统的稳定性和可靠性。
2.基于终端滑模的欠驱动水面船舶编队控制。
在船舶编队控制领域，一直存在船舶之间的互动和作用力对系统稳定性的影响，因此需要考虑系统的多变量、非线性特性。本研究将终端滑模控制方法应用于船舶编队控制问题中，构建一种基于终端滑模的船舶编队控制器。该控制器可以处理环境和船舶本身的特性，并通过优化控制参数来实现良好的控制性能。
3.模拟和实验研究
本研究将对所提出的控制方法进行模拟和实验研究。通过模拟研究，可以检验系统的控制性能和算法的有效性。实验研究则可以更加真实地表达出欠驱动水面船舶的控制问题。
三、研究计划：
第一年：
1.分析欠驱动水面船舶航迹跟踪与编队控制问题，分析其系统特性和控制特性，在已有文献的基础上进行综述性分析。
2.构建终端滑模控制器模型，制定相应的控制参数和控制策略，分析系统的控制性能和稳定性，研究其适用范围和局限性。
第二年：
1.根据研究所得的成果，开展模拟实验。通过软件仿真，检验和评估所提出的终端滑模控制器的控制效果和性能。优化控制器参数。
2.充分考虑欠驱动水面船舶的特性和环境因素，研究适用于船舶编队的终端滑模控制方法。通过仿真实验对该方法进行评估和检验。
第三年：
1.根据模拟实验结果，开展实验实测，验证所提出的终端滑模控制方法在实际船舶上的应用性和有效性。
2.对研究中存在的问题和不足进行总结和分析，并对未来的研究进行展望和规划。
四、研究贡献：
1.提出基于终端滑模的欠驱动水面船舶控制方法，并在模拟实验和实际船舶上验证其有效性。
2.推动船舶控制领域的发展，为船舶技术的进步和创新提供新的思路和方法。