《水下自主航行器动力学模型 建模和参数估计》求取 ⇩

第一章　绪论1

1.1系统与模型1

1.2　系统辨识的定义3

1.3 系统辨识的理论与技术4

1.3.1 系统辨识／参数估计5

1.3.2 辨识的内容与技术的实现6

1.4　系统辨识的应用7

1.5 水下自主航行器动力学建模技术与应用9

1.5.1 水下自主航行器动力学模型研究的必要性9

1.5.2　航行器动力学模型10

1.5.3　航行器动力学模型结构11

1.5.4　航行器动力学模型参数估计问题12

1.5.5 其他问题13

2.1.1 坐标系的选择15

2.1 水下自主航行器的空间运动表示及其运动参数15

第二章　水下自主航行器动力学模型15

2.1.2　航行器的运动参数18

2.1.3　坐标变换矩阵19

2.1.4　航行器的操纵机构20

2.2　航行器系统数学模型21

2.2.1刚体动力学系统22

2.2.2 一般空间运动方程组23

2.3　数学模型的分解和简化25

2.3.1 航行器纵向运动模型26

2.3.2 航行器侧向运动模型27

2.3.3 航行器的横滚运动模型28

第三章　参数估计理论与算法30

3.1最小二乘法30

3.1.1 最小二乘问题的提法和基本计算公式30

3.1.2 最小二乘估计的几何意义和统计性质32

3.1.3 最小二乘参数估计的递推算法35

3.1.4 数据饱和现象37

3.2　状态估计和卡尔曼滤波算法40

3.2.1 卡尔曼滤波基本公式40

3.2.2 非线性连续-离散系统的卡尔曼滤波44

3.3　极大似然辨识算法47

3.3.1 极大似然准则47

3.3.2 非线性动力学系统极大似然算法48

3.3.3 极大似然参数估计的近似算法53

3.3.4 极大似然递推算法55

第四章　航行器动力学参数辨识57

4.1引言57

4.2　参数辨识问题的描述58

4.2.1 辨识问题的描述58

4.2.2　航行器纵向运动的仿真模型60

4.2.3 航行器纵向运动模型参数灵敏度方程61

4.2.4 各参数对输出的灵敏度分析63

4.3 极大似然迭代辨识算法64

4.3.1 牛顿-拉夫逊算法64

4.3.2　数值的稳定性65

4.3.3　迭代步长的优化处理66

4.3.4　辨识结果和分析69

4.4 单纯形寻优法71

4.4.1 算法的描述72

4.4.2　单纯形寻优法辨识结果74

4.5　极大似然递推辨识算法75

4.5.1　算法的描述76

4.5.2 数值计算问题77

4.5.3　极大似然递推辨识算法结果和分析80

4.6　增广的广义卡尔曼滤波算法82

4.7 结论85

第五章　数据预处理及相容性检验87

5.1前言87

5.2　数据处理的理论基础87

5.2.1 信号的分类87

5.2.2 随机信号的描述88

5.2.3 白噪声极其性质90

5.2.4 随机模型91

5.3　数据预处理94

5.3.1 野值的识别、剔除与补正94

5.3.2　传感器安装位置校正97

5.3.3　低通滤波98

5.3.4 数据加密101

5.3.5　数据平滑和微分平滑102

5.4　数据相容性检验和数据重建104

5.4.1 相容性检验基本方程105

5.4.2 简化的相容性检验基本方程108

5.5　数据相容性检验应用结果110

5.5.1 第一种相容性检验方程110

5.5.2 简化相容性检验方程110

5.6　测量数据含有异常值时的鲁棒估计问题111

5.6.1 问题的提法111

5.6.2　鲁棒估计算法113

5.6.3 参数不确定区间的估计116

5.6.4　仿真算例116

5.7　结论118

第六章　不确定性系统及其建模119

6.1不确定性系统的描述120

6.1.1 统计假设和UBBE假设121

6.1.2 建模不确定性和未建模不确定性122

6.2　鲁棒辨识理论与技术123

6.1.3 航行器系统的不确定性模型123

6.2.1 参数的不确定椭球估计124

6.2.2　广义估计问题（Generalized Estimation Problem）125

6.2.3 l1鲁棒辨识128

6.2.4 H∞鲁棒辨识131

6.3　离散系统H∞辨识132

6.3.1 系统和问题的描述134

6.3.2 H∞辨识算法136

6.3.3 仿真算例138

6.4　连续系统的H∞辨识142

6.4.1 问题的描述和定义143

6.4.2　连续系统的H∞辨识算法144

6.4.3 水下自主航行器系统辨识算例148

7.1.1 问题的描述与模型结构150

第七章　辨识技术和应用150

7.1递推辨识算法在故障检测中的应用150

7.1.2　算法的描述152

7.1.3 水下自主航行器快变参数的辨识154

7.2　模型的确认与验证158

7.2.1　模型的确认（Model Validation）160

7.2.2　模型的验证（Model Verification）162

7.2.3 不确定性模型的有效性验证163

7.3　水下自主航行器建模软件包TMSP164

7.3.1 总体说明165

7.3.2 TMSP结构及其功能167

7.3.3　软件包的设计169

7.3.4 软件包的使用171

参考文献173