移動機器人系統(tǒng)建模、估計與控制

前言
第1章　緒論
　參考文獻(xiàn)
第2章　數(shù)學(xué)知識
　2.1　概率論基礎(chǔ)
　　2.1.1　基本概念
　　2.1.2　隨機變量
　　2.1.3　均值和方差
　　2.1.4　高斯分布
　　2.1.5　隨機過程
　2.2　線性矩陣不等式
　2.3　集合運算
　2.4　集值分析基礎(chǔ)
　參考文獻(xiàn)
第3章　典型移動機器人系統(tǒng)建模
　3.1　移動機器人典型建模方法
　　3.1.1　移動機器人典型模型結(jié)構(gòu)
　　3.1.2　剛體動力學(xué)建模方法
　　3.1.3　驅(qū)動裝置的動態(tài)模型
　3.2　旋翼飛行機器人動力學(xué)模型
　　3.2.1　旋翼飛行機器人的剛體動力學(xué)模型
　　3.2.2　空氣動力學(xué)
　　3.2.3　旋翼飛行機器人簡化模型
　3.3　水面移動機器人動力學(xué)模型
　　3.3.1　水面移動機器人六自由度剛體動力學(xué)模型
　　3.3.2　平面三自由度剛體動力學(xué)模型
　3.4　地面移動機器人動力學(xué)模型
　　3.4.1　正交輪式全方位地面移動機器人的動力學(xué)
　　3.4.2　包括滑動效應(yīng)的履帶式地面移動機器人運動學(xué)模型
　參考文獻(xiàn)
第4章　基于卡爾曼濾波的狀奪參數(shù)估計方法
　4.1　卡爾曼濾波基本原理
　　4.1.1　貝葉斯估計理論
　　4.1.2　卡爾曼濾波
　4.2　擴展卡爾曼濾波
　4.3　無色卡爾曼濾波
　　4.3.1　無色變換
　　4.3.2　無色卡爾曼濾波算法
　　4.3.3　平方根五色卡爾曼濾波算法
　　4.3.4　無色變換的精度分析
　　4.3.5　無色卡爾曼濾波算法穩(wěn)定性
　4.4　自適應(yīng)無色卡爾曼濾波
　　4.4.1　自適應(yīng)濾波算法
　　4.4.2　基于MIT的自適應(yīng)UKF算法
　　4.4.3　MS-AUKF
　4.5　數(shù)值仿真
　　4.5.1　狀態(tài)估計
　　4.5.2　濾波算法性能比較
　4.6　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第5章　集員濾波的狀態(tài)-參數(shù)估計方法
　5.1　集員濾波
　5.2　擴展集員濾波
　5.3　基于UD分解的自適應(yīng)擴展集員濾波方法
　　5.3.1　擴展集員算法的UD分解形式推導(dǎo)
　　5.3.2　濾波參數(shù)的自適應(yīng)更新方法
　　5.4　數(shù)值仿真
　5.5　在線估計共性方法比較
　　5.5.1　UPF估計方法
　　5.5.2　比較研究
　5.6　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第6章　面向移動機器人的魯棒保性能控制
　6.1　基于LMI的狀態(tài)反饋控制基礎(chǔ)知識
　　6.1.1　幾種性能指標(biāo)
　　6.1.2　狀態(tài)反饋控制的lh4i條件
　　6.1.3　魯棒狀態(tài)反饋控制的lh4i條件
　6.2　具有時不變不確定性的線性系統(tǒng)控制方法
　　6.2.1　問題描述
　　6.2.2　自適應(yīng)魯棒H控制器設(shè)計
　　6.2.3　自適應(yīng)魯棒H2控制器設(shè)計
　　6.2.4　自適應(yīng)魯棒保性能控制器設(shè)計
　　6.2.5　旋翼飛行機器人航向控制的應(yīng)用仿真
　6.3　具有時變不確定性的線性系統(tǒng)控制方法
　　6.3.1　問題描述
　　6.3.2　自適應(yīng)魯棒H控制器設(shè)計
　　6.3.3　自適應(yīng)魯棒H2控制器設(shè)計
　　6.3.4　自適應(yīng)魯棒保性能控制器設(shè)計
　　6.3.5　仿真試驗
　6.4　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第7章　基于加速度反饋的非線性系統(tǒng)魯棒控制
　7.1　加速度信號的在線估計
　　7.1.1　RLSN方法
　　7.1.2　卡爾曼濾波
　　7.1.3　牛頓-卡爾曼濾波加速度估計方法
　　7.1.4　加速度估計試驗
　7.2　高增益加速度反饋魯棒控制
　　7.2.1　高增益加速度反饋控制基本原理
　　7.2.2　關(guān)節(jié)加速度反饋控制
　　7.2.3　試驗與分析
　　7.2.4　高增益加速度反饋在全方位輪式移動機器人系統(tǒng)上的應(yīng)用
　7.3　非線性欠驅(qū)動移動機器人系統(tǒng)加速度反饋控制
　　7.3.1　常規(guī)的高增益加速度反饋存在的問題
　　7.3.2　基于前置濾波器的加速度反饋控制
　7.4　旋翼飛行機器人仿真范例
　　7.4.1　旋翼飛行機器人模型轉(zhuǎn)換
　　7.4.2　控制器設(shè)計
　　7.4.3　仿真結(jié)果
　7.5　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第8章　基于控制Lyapunov函數(shù)的非線性控制
　8.1　控制Lyapunov函數(shù)
　8.2　基于控制Lyapunov函數(shù)的非線性控制器設(shè)計
　　8.2.1　Sontag的方法
　　8.2.2　Freeman的方法
　8.3　廣義逐點最小范數(shù)控制器設(shè)計
　8.4　魯棒廣義逐點最小范數(shù)控制器
　　8.4.1　參數(shù)不確定系統(tǒng)的魯棒廣義逐點最小范數(shù)控制
　　8.4.2　Ha魯棒廣義逐點最小范數(shù)控制
　　8.4.3　聯(lián)合魯棒廣義逐點最小范數(shù)控制
　8.5　控制Lyapunov函數(shù)的獲取方法
　8.6　仿真試驗
　　8.6.1　旋翼飛行機器人平面動力學(xué)模型
　　8.6.2　廣義逐點最小范數(shù)控制
　　8.6.3　魯棒廣義逐點最小范數(shù)控制
　8.7　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第9章　實時非線性模型預(yù)測控制
　9.1　非線性預(yù)測控制
　9.2　廣義逐點最小范數(shù)控制器的解析表達(dá)
　9.3　引導(dǎo)函數(shù)ζ（x,θ）的選取
　9.4　魯棒非線性預(yù)測控制
　　9.4.1　可反饋線性化系統(tǒng)
　　9.4.2　嚴(yán)格反饋型系統(tǒng)
　　9.4.3　魯棒預(yù)測控制
　9.5　實現(xiàn)問題
　　9.5.1　優(yōu)化過程頻率選取
　　9.5.2　數(shù)值積分
　　9.5.3　指標(biāo)函數(shù)
　9.6　算法性能評估
　9.7　在移動機器人系統(tǒng)上的仿真范例
　　9.7.1　地面移動機器人系統(tǒng)
　　9.7.2　旋翼飛行機器人系統(tǒng)平面動力學(xué)模型的非線性預(yù)測控制仿真
　9.8　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第10章　基于在線估計的非線性自適應(yīng)控制
　10.1　非線性系統(tǒng)的狀態(tài)—參數(shù)聯(lián)合估計
　10.2　基于主動建模的控制
　　10.2.1　基于主動建模的控制策略結(jié)構(gòu)
　　10.2.2　基于主動建模的正交輪式移動機器人跟蹤控制
　　10.2.3　基于主動建模的履帶式地面移動機器人滑動補償問題
　　10.2.4　基于主動建模的移動機器人運動模型的鎮(zhèn)定
　　10.2.5　基于主動建模的水面移動機器人跟蹤控制
　10.3　模型差在線估計與控制
　　10.3.1　旋翼飛行機器人
　　10.3.2　水面移動機器人
　10.4　故障診斷及容錯控制
　　10.4.1　執(zhí)行器健康因子（AHCs）在線優(yōu)化估計
　　10.4.2　執(zhí)行器軟性故障重構(gòu)控制方法
　　10.4.3　試驗驗證及結(jié)果分析
　10.5　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
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