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第1章 绪论1

1.1 动力定位船舶简介1

1.2 动力定位原理介绍2

1.3 船舶协调编队的背景和意义8

1.4 协调编队控制研究现状10

1.4.1 协调控制概述10

1.4.2 协调编队的国内外研究现状11

1.4.3 多船协调编队的国内外研究现状17

第2章 动力定位船舶数学建模与预备知识21

2.1 引言21

2.2 参考坐标系22

2.3 船舶运动数学模型26

2.3.1 船舶运动学模型26

2.3.2 船舶动力学模型37

2.3.3 仿真研究中的船舶模型45

2.4 海洋环境模型48

2.4.1 风要素与载荷模型48

2.4.2 流要素与载荷模型52

2.4.3 波浪要素与载荷模型54

2.5 相关引理和数学基础知识69

2.5.1 李雅普诺夫稳定性69

2.5.2 图论71

第3章 基于虚拟领航者的多DP船无源协调编队控制73

3.1 引言73

3.2 基于无源性的协调控制75

3.2.1 基本定义75

3.2.2 无源协调控制算法77

3.2.3 无源协调控制稳定性分析81

3.3 基于虚拟领航者的多DP船无源协调编队算法84

3.3.1 协调控制器设计的总体思路84

3.3.2 导引系统的设计87

3.3.3 多DP船的协调编队控制器设计90

3.3.4 稳定性分析93

3.4 仿真试验97

第4章 有向通信拓扑下的多DP船无源协调编队控制106

4.1 引言106

4.2 有向通信拓扑下的多DP船无源协调编队算法108

4.2.1 有向图的基本知识108

4.2.2 欧拉－拉格朗日系统的无源性110

4.2.3 有向通信下的多DP船无源协调编队控制113

4.3 有向通信拓扑下的多DP船混杂协调编队算法122

4.3.1 DP船的多任务模式122

4.3.2 混杂控制的基本概念123

4.3.3 多任务模式的DP船混杂协调编队控制124

4.4 仿真试验128

第5章 基于虚拟领航者的多DP船鲁棒协调编队控制135

5.1 引言135

5.2 基于虚拟领航者的多DP船协调编队控制136

5.2.1 虚拟领航者的协调策略136

5.2.2 反步法139

5.2.3 多DP船的协调编队控制算法140

5.3 基于虚拟领航者的多DP船鲁棒协调编队算法146

5.3.1 自适应控制146

5.3.2 多DP船鲁棒协调编队控制算法146

5.4 仿真试验154

第6章 基于交叉耦合同步的多DP船鲁棒协调编队控制160

6.1 引言160

6.2 基于交叉耦合同步的多DP船协调编队控制162

6.2.1 交叉耦合同步方法162

6.2.2 多DP船的协调编队控制163

6.2.3 稳定性分析165

6.3 基于交叉耦合同步的多DP船鲁棒协调编队算法168

6.3.1 反步滑模控制方法168

6.3.2 多DP船的鲁棒协调编队控制172

6.3.3 稳定性分析178

6.4 仿真试验184

参考文献191