水下清淤机器人系统及其先进控制方法

本书系统深入地总结了履带式水下清淤机器人系统基础理论及作者多年来在水下清淤机器人运动控制等方面取得的主要研究成果，涵盖了履带式清淤机器人系统设计、系统仿真与计算分析、模型与样机的介绍等方面的内容以及轨迹跟踪典型运动控制问题，并结合Lyapunov稳定性理论、Backstepping控制理论、RBF神经网络逼近原理、自适应技术、最小参数学习法、动态面技术、观测器设计、滑模控制等优选理论和方法，设计了履带式水下清淤机器人轨迹跟踪控制策略。
本书可作为交通运输工程、船舶与海洋工程、交通信息工程及控制等学科的研究生和航运科学与技术、自动化等相关专业的高年级本科生的教材或参考书，也可供相关领域的学者和工程技术人员参考。

前言
第1章 绪论
1.1 工程背景
1.2 研究现状
1.2.1 清淤技术国内外现状及其发展趋势
1.2.2 AUV国内外发展现状
1.2.3 ROV国内外发展现状
1.2.4 履带式机器人运动控制国内外研究现状
1.3 本书研究重点
第2章 机器人系统理论基础
2.1 机器人系统
2.2 执行器
2.2.1 传动装置
2.2.2 伺服发动机
2.2.3 功率放大器
2.3 传感器
2.3.1 位置传感器
2.3.2 速度传感器
2.3.3 力传感器
2.3.4 距离传感器
2.3.5 视觉传感器
2.4 本章小结
第3章 履带式水下清淤机器人系统设计
3.1 设计技术、标准与性能
3.1.1 设计技术
3.1.2 设计标准
3.1.3 设计性能
3.2 履带式水下清淤机器人系统介绍
3.2.1 系统清淤施工场景介绍
3.2.2 系统整体概括及清淤施工流程
3.3 履带式绞吸清淤机器人介绍
3.3.1 机器人本体概括
3.3.2 机器人施工行走路线
3.3.3 机器人系统与吊装平台拆装步骤
3.4 关键研究问题
3.5 本章小结
第4章 履带式水下清淤机器人系统的计算与仿真分析
4.1 履带接地压力比计算
4.2 液压缸受力计算
4.3 关键部位结构强度仿真分析
4.4 吊架焊接件底座仿真分析
4.5 机器人框架仿真分析
4.6 履带底盘回转支撑强度计算
4.7 本章小结
第5章 履带式水下清淤机器人的模型与样机
5.1 履带式水下清淤机器人模型
5.1.1 模型结构特征
5.1.2 模型配置
5.1.3 试验模型控制系统设计
5.2 履带式水下清淤机器人样机
5.2.1 样机简介
5.2.2 样机结构与工作原理
5.3 本章小结
第6章 履带式水下清淤机器人运动控制理论基础
6.1 Lyapunov稳定性理论
6.1.1 稳定性定义
6.1.2 Lyapunov第二方法稳定性定理
6.2 Backstepping控制方法设计思想
6.3 RBF神经网络逼近原理
6.4 自适应反步设计
6.5 滑动模态的定义及数学表达
6.6 履带式水下清淤机器人运动数学模型
6.7 本章小结
第7章 基于Backstepping的水下清淤机器人轨迹跟踪控制
7.1 问题描述
7.2 控制律设计
7.3 仿真分析
7.4 本章小结
第8章 基于自适应自调节PID的水下清淤机器人轨迹跟踪控制
8.1 PID控制方法
8.1.1 P1D控制原理
8.1.2 PID主要分类
8.1.3 PID控制器设计
8.2 自适应PID控制器
8.2.1 自适应自调节PID轨迹跟踪控制律设计
8.2.2 稳定性分析
8.2.3 仿真试验与对比分析
8.3 本章小结
第9章 基于自适应RBF神经网络的水下清淤机器人轨迹跟踪控制
9.1 问题描述
9.2 控制器设计
9.3 稳定性分析
9.4 仿真试验及对比分析
9.5 本章小结
第10章 基于自适应滑模观测器的水下清淤机器人轨迹跟踪控制
10.1 问题描述
10.2 控制器设计
10.3 稳定性分析
10.4 仿真结果分析
10.5 本章小结
第11章 基于自适应滑模水下清淤机器人轨迹跟踪控制
11.1 问题描述
11.2 控制器设计
11.3 稳定性分析
11.4 仿真分析
11.5 本章小结
第12章 基于自适应有限时间滑模的水下清淤机器人轨迹跟踪控制
12.1 问题描述
12.2 控制器设计
12.2.1 新型全局衰减抗饱和滑模面设计
12.2.2 新型滑模趋近律设计
12.3 稳定性分析
12.4 仿真分析
12.5 本章小结
参考文献