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基于扰动补偿的无人艇路径跟踪控制算法研究的开题报告
一、选题背景
随着近年来无人艇技术的不断发展，无人艇在海洋勘探、海洋资源利用和海洋环境监测等领域得到了广泛应用。然而，无人艇控制系统往往会受到海洋环境的复杂性和系统自身动力学模型误差等因素的影响，导致路径跟踪控制精度不高、抗干扰性差等问题。因此，如何提高无人艇的路径跟踪控制性能成为了无人艇控制系统研究的热点问题之一。
二、研究意义
为了提高无人艇路径跟踪控制的精度和鲁棒性，需要采用一种具有扰动补偿能力的控制策略。扰动补偿控制是一种通过对系统扰动进行估计和补偿来抵消其影响的控制策略，具有抗干扰性强、控制精度高等优点。因此，基于扰动补偿的无人艇路径跟踪控制算法研究具有重要的理论价值和实际应用意义。
三、研究内容与技术路线
本研究的研究内容主要包括：
1.建立无人艇动力学模型和扰动模型，分析扰动影响因素；
2.构建基于扰动补偿的无人艇路径跟踪控制模型；
3.设计扰动估计器，并探讨估计器参数的选取方法；
4.提出基于模型预测控制的路径规划方法，以提高路径跟踪控制精度；
5.利用MATLAB和SIMULINK等软件进行仿真实验，并验证算法的控制性能。
四、预期成果
本研究预期可以得到以下成果：
1.建立无人艇动力学模型和扰动模型，并分析扰动影响因素；
2.构建基于扰动补偿的无人艇路径跟踪控制模型，提高控制精度和鲁棒性；
3.设计并优化扰动估计器，并探讨估计器参数的选取方法；
4.提出基于模型预测控制的路径规划方法，提高路径跟踪控制精度；
5.经过MATLAB和SIMULINK等软件的仿真实验验证，得到算法的控制性能。
五、研究进度安排
1.研究无人艇动力学模型和扰动模型，分析影响因素（2个月）；
2.建立基于扰动补偿的无人艇路径跟踪控制模型（1个月）；
3.设计扰动估计器，并探讨估计器参数的选取方法（2个月）；
4.提出基于模型预测控制的路径规划方法，提高路径跟踪控制精度（1个月）；
5.进行MATLAB和SIMULINK等软件的仿真实验，并验证算法的控制性能（2个月）；
6.撰写论文、提交答辩（2个月）。
六、参考文献
1.徐洁宇.基于扰动补偿的控制方法研究[D].华中科技大学,2007.
2.赵盼.基于扰动估计的飞行器姿态控制[D].北京航空航天大学,2018.
3.徐鹏飞.基于扰动观测器和自适应滑模控制的飞行器姿态控制[D].长春理工大学,2017.
4.朱红娟.非线性系统的控制工程方法[M].科学出版社,2003.
5.冯光.基于模型预测控制的路径跟踪技术研究[D].同济大学,2016.