基于反步法的无人船航迹控制器设计及仿真开题报告
2020-02-20 08:17:39
1. 研究目的与意义（文献综述）
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1.1 研究背景
海洋是孕育地球生命的摇篮，面积约占地球表面的71%,是一个还未被人类深度开发和利用的巨大的生物资源、矿产资源以及水资源宝库。今天，它已逐歩成为人类赖以生存的第二空间，是实现社会可持续发展的新领域。世界各国都已人认识到了海洋对于人类生存以及发展国民经济的重要性，纷纷加大了对海洋资源的开发力度，其中最重要的一项指标就是加大了海洋开发工具的研发工作。以满足各领域的需求，迫切要求研究一种体积小、可控性好、长续航能力和强搭载能力的移动载体。在这些需求的推动下，多功能无人水下航行器(unmanned underwater vehicle, 简称uuv)成为研究的热点，并迅速发展，在海洋开发中得到广泛的应用。因为行业用语规范尚未统一，在学术上无人水下航行器也被翻译为autonomous underwater vehicle,简称auv。关于载体的动力学模型研究，及相关的载体定位、空间制导与运动控制的研究，对于两者来说并无太大差异，因此本文的研究成果同样适用于auv。相对于载人航行器和带缆型航行器(remotely operated vehicle，简称rov)而言，无人航行器有着安全系数高、造价低、尺寸小、重量轻、灵活性高、活动范围广等独特优势，因此，uuv是人类未来开发海洋的首选工具之一，它代表航行器未来的发展方向。
2. 研究的基本内容与方案
1.1 研究基本内容
1）广泛查阅资料，了解国内外水下机器人关于水下导航技术发展概况以及现阶段水下导航算法概况。
2）学习传统反步法，并了解其路径跟踪算法及优缺点。
3. 研究计划与安排
| 时间 | 周数 | 内容 |
| 2019年3月1日-3月15日 | 2 | 文献阅读、开题报告 |
| 2019年3月16日-3月26日 | 1.5 | Matlab/Simulink和反步法的系统学习：查阅资料掌握相关知识 |
| 2019年3月27日-4月2日 | 1 | 整体方案设计：参照相关论文数据得到船的相关数据； |
| 2019年4月3日-4月30日 | 3 | 按照方案进行无人船航迹控制器的设计；运用Matlab进行仿真达到对参考航向跟踪的目的； |
| 2019年5月1日-5月14日 | 2 | 撰写并提交论文初稿；字数至少1.5万，其中参考文献至少15篇 |
| 2019年5月14日-5月22日 | 1 | 修改、完善毕业论文 |
| 2019年5月23日-5月31日 | 1 | 论文送审，上交论文以及全部相关资料，制作PPT，准备答辩 |
| 2019年6月 | 1 | 论文送审、答辩 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 邱荷珍, 王磊，王洪超.船舶轨迹跟踪研究综述[].实验室研究与探索, 2014, 33(4): 4-8.
[2] ashrafuon h, muske k r, mcninch l c. review of nonlinear tracking and setpoint control approaches for autonomous underactuated marine vehicles[c]. american control conference (acc), 2010. ieee, 2010. 5203-5211.
[3] 王晓飞.基于解析模型预测控制的欠驱动船舶路径跟踪控制研究[d].上海:上海交通大学，2009.
