内容概要：本文探讨了基于非线性模型预测控制(NMPC)与近端策略优化(PPO)强化学习在无人船目标跟踪控制中的应用及其优劣对比。首先介绍了无人船在多个领域的广泛应用背景，随后详细阐述了NMPC通过建立非线性动力学模型实现高精度跟踪的方法，以及PPO通过试错学习方式优化控制策略的特点。接着从精度与稳定性、灵活性、计算复杂度等方面对两者进行了全面比较，并指出各自的优势和局限性。最后强调了Python源文件和Gym环境在实现这两种控制方法中的重要性，提供了相关文献和程序资源供进一步研究。 适合人群：从事无人船技术研发的研究人员、工程师及相关专业学生。 使用场景及目标：适用于希望深入了解无人船目标跟踪控制技术原理并进行实际项目开发的人群。目标是在不同应用场景下选择最合适的控制方法，提高无人船的性能。 其他说明：文中不仅涉及理论分析还包含了具体的Python实现代码，有助于读者更好地掌握相关技术细节。

针对船舶存在模型不确定项与未知环境干扰的轨迹跟踪控制问题，将动态面控制技术、自适应神经网络、滑模控制算法与backstepping设计方法相结合，并设计一种基于神经网络的船舶轨迹跟踪自适应滑模控制律；

在现代航海技术领域，无人船和无人艇的研发与应用备受瞩目，它们利用先进的自动化控制技术，可以减少人员需求，提高海上作业的效率和安全性。无人船的路径跟踪控制是实现自主航行的关键技术之一，它需要依赖精确的导航算法和控制策略以确保船只能够按照预定路径行驶。 在路径跟踪控制的研究中，Fossen模型是一个经典的基于动力学的模型，它为无人船的运动模拟提供了理论基础。Fossen模型通过考虑到船体的动力学特性，如质量、惯性、流体动力以及作用在船体上的外力等因素，能够更准确地预测船只在水面上的行为。 为了提高路径跟踪的准确度和适应性，研究者们提出了基于观测器的直线前方观测（Line of Sight，LOS）制导技术，并结合反步法（backstepping）控制策略。LOS制导技术通过实时计算船只当前位置与目标路径之间的视线方向，使船只能够直线驶向目标点。然而，实际操作中存在着各种不确定性和干扰，因此需要实时估计和补偿这些干扰，以保证制导的精度，这正是观测器技术所擅长的。 反步法是一种自适应控制技术，它能够处理系统的不确定性，并提供一种系统化的设计方法来确保系统的稳定性和跟踪性能。通过逐步反向设计控制器，反步法能够设计出一系列中间虚拟控制量，并最终得到实际的控制输入，从而实现对系统状态的精确控制。 ELOS+（Enhanced Line of Sight plus）是一种改进的LOS制导策略，它结合了观测器技术和反步法控制，以提升无人船在复杂海洋环境中的导航能力。ELOS+不仅能够处理船只动力学模型的非线性特性，还可以有效应对环境干扰和测量误差，确保船只能够更加稳定和安全地沿着预定路径行驶。 在技术实现方面，Matlab和Simulink环境为无人船路径跟踪控制策略的仿真提供了强大的工具。Matlab作为一种高级的数学计算软件，拥有强大的矩阵运算能力和丰富的数学工具箱，适用于复杂的算法开发和数据分析。Simulink则是Matlab的一个附加产品，它提供了一个图形化的仿真环境，允许研究人员构建动态系统的模型，并模拟它们的实时行为。 通过使用Matlab和Simulink进行仿真，研究人员可以对路径跟踪控制策略进行设计、测试和验证，而不必在实际海况中进行试验，这样不仅节省了成本，还降低了风险。仿真结果可以帮助研究者优化控制算法，提高无人船的路径跟踪性能。 无人船和无人艇的路径跟踪控制技术，特别是基于Fossen模型和结合观测器的LOS制导以及反步法控制的ELOS+策略，在确保无人船自主安全航行方面扮演着至关重要的角色。而Matlab和Simulink在这一领域的应用，为相关技术的创新和实际应用提供了有力支持。随着控制算法和仿真技术的不断发展和完善，未来无人船技术将更加成熟，能够在更广泛的海域执行更多的任务。

内容概要：本文详细介绍了基于MATLAB的无人艇非线性Nomoto模型的仿真方法，特别是针对回转实验和Z型实验的具体实现。首先，文章提供了非线性Nomoto模型的核心微分方程及其MATLAB实现，强调了引入非线性项（如三次方项）以更好地模拟高速回转时的力矩衰减现象。接着，文章展示了如何利用龙格-库塔法进行数值求解，并给出了具体的代码实现。对于回转实验，文中提供了满舵35度的舵角激励设置及相应的仿真结果展示。而对于Z型实验，则通过事件函数精确捕捉舵角反转时机，实现了20度航向偏差触发的舵角切换逻辑。此外，文章还讨论了仿真过程中的一些常见问题及解决方案，如时间步长的选择、舵机响应延迟的考虑以及参数敏感性分析。 适用人群：具备MATLAB编程基础并希望深入了解无人艇运动控制算法的研究人员和工程师。 使用场景及目标：①用于研究和验证无人艇的运动控制算法；②帮助研究人员理解和优化无人艇的回转和Z型实验；③为实际无人艇控制系统的设计提供理论支持和技术参考。 其他说明：文章不仅提供了详细的代码实现，还分享了许多实践经验，如参数调整技巧、仿真结果分析等，有助于读者更快地掌握相关技术和解决问题。

在现代船舶技术的发展中，无人船舶已经成为一项重要的研究领域。随着计算机技术、自动控制技术以及人工智能技术的不断发展，无人船舶的研究也逐渐深入。本文主要探讨了无人船舶在操纵运动中的回转实验和Z型实验的模拟仿真，以及基于PID控制器的航向控制技术。 我们来看无人船舶操纵运动中的回转实验。在船舶操纵性研究中，Nomoto模型是分析船舶运动特性的重要手段。Nomoto模型主要分为线性和非线性两种类型。线性模型适用于小角度操纵时的情况，而非线性模型则能更准确地模拟大角度操纵时的复杂行为。通过利用Simulink仿真软件，研究者可以建立相应的模型，模拟无人船舶在各种操纵条件下的动态响应，从而预测其运动性能。 接下来是Z型实验，这是一种标准的船舶操纵性能评估方法。通过模拟船舶在特定速度和转向下的Z型运动轨迹，可以评估其操纵性和稳定性。在仿真过程中，研究者需要考虑诸如船舶质量、惯性、阻力系数等多种参数，确保模拟实验的准确性。 除此之外，基于PID（比例-积分-微分）控制器的航向控制技术是确保无人船舶稳定航行的关键。PID控制器通过调整控制输入（如舵角）来减少输出（船舶的实际航向）与期望航向之间的偏差。在实际应用中，可能需要根据不同的海洋环境和船舶状态动态调整PID参数，以获得最佳的控制效果。 从给出的文件名称列表中可以看出，文档内容涉及了对无人船舶操纵运动的研究、燃料电池模型以及多孔介质流动物理场的耦合分析等。其中，燃料电池模型和多孔介质流动物理场的耦合分析可能是从能源利用和推进系统角度对无人船舶进行的深入探讨。这显示了无人船舶研究的多学科交叉特性，不仅包括了传统的船舶操纵和控制系统，还涵盖了新能源技术和流体力学等前沿科技。 而文件中提及的“探索无人船舶的操纵运动回转与型实验仿真基.doc”、“船舶无人艇无人船线性及非线性响应型操纵运.html”、“探索船舶无人艇非线性响应与型实验的.txt”和“探索无人船舶操纵运动中的与响应模型基于仿.txt”等标题，都表明了研究者试图通过模拟仿真来深入理解无人船舶的操纵性能，并探索其操纵模型。 此外，“船舶无人艇无人船技术分析文章一引言随着科技.txt”和“船舶无人艇无人船技术分析线性及非线性响应型操纵运.txt”两篇文章可能包含了对无人船舶技术发展背景、研究现状以及未来趋势的综述和分析。 无人船舶技术的研究不仅需要深厚的理论基础，还需要不断的实践探索和技术创新。通过对无人船舶操纵运动的回转实验和Z型实验的模拟仿真，以及基于PID控制器的航向控制技术的研究，可以为未来无人船舶的设计和应用提供重要的理论和技术支持。

首先基于Matlab对无人艇的运动学和动力学子系统进行数字建模，使用四阶龙格-库塔法求解 AUV 微分方程，得到系统状态。之后基于系统状态和期望航迹设计PID控制器，输入到系统模型中去，使得无人艇在PID控制器的作用下跟踪上期望轨迹。 此外，本人在滑模控制，反步控制，无人艇，航天器等鲁棒控制算法方面有着较为深入地研究，有相关需求的小伙伴可以私信我。

高速水面无人艇动态障碍物危险规避算法.pdf

安全技术-网络信息-无人艇建模及逻辑网络自适应控制方法的研究.pdf

遗传算法（GA）是无人艇路径规划系统中的一种有效方法，为了克服该算法易陷入局部最优早熟和收敛速度慢等缺陷，在不增加算法复杂度的前提下，基于数据驱动线性动态交叉策略提出了一种能够在最短时间内自适应动态调整控制参数的改进遗传算法（LCPGA）。与传统的遗传算法相比，LCPGA增加了种群多样性，能更有效地避免陷入局部最优，并提高了路径规划的精度、稳健性和收敛速度。仿真实验和无人艇现场试验验证了该算法具有更优良的性能，该算法可为无人艇路径规划提供一定的应用价值。

无人舰艇控制，建模和方针，里面主要是一些概念和公式模型