声明
摘要
第1章绪论
1．1研究的背景及意义
1．2国内外研究现状
1．2．1船舶自动避碰的研究
1．2．2船舶运动控制的研究
1．3本文主要工作与内容安排
1．3．1拟解决关键问题及分析
1．3．2主要内容安排
第2章船舶操纵运动数学模型
2．1船舶参考坐标系
2．2分离型数学模型
2．1．1附加质量和附加惯性矩的计算
2．1．2船体粘性流体动力及力矩的计算
2．1．3螺旋桨作用力及力矩的计算
2．1．4舵机特性及舵力的计算
2．1．5自然环境干扰力和力矩的计算
2．3线性响应数学模型
2．3．1利用线性流体力导数计算法
2．3．2利用船舶轨迹数据辨识法
2．4本章小结
第3章基于深度Q学习的无人船舶智能避碰算法
3．1深度Q学习算法
3．2深度Q学习自动避碰算法设计
3．2．1船舶避碰强化学习任务设计
3．2．2嵌入避让经验知识
3．2．3嵌入国际海上避碰规则
3．2．4算法核心逻辑过程
3．3构建避碰算法训练测试平台
3．3．1避碰算法训练平台
3．3．2避碰算法测试平台
3．4数值仿真和自航船模避碰实验
3．4．1避碰模型训练方法
3．4．2测试的避碰算法参数设置及相关说明
3．4．3数值仿真验证
3．4．4自航船模实验验证
3．4．5测试结果对比分析
3．5本章小结
第4章基于航行经验规则的无人船舶多层避碰导航方法
4．1基于船舶Bumper模型的航行避碰控制策略
4．1．1判定避让危险状态
4．1．2判定避让及直接驶向目标状态
4．1．3最小夹角经验操纵策略
4．2基于深度竞争Q学习的无人船舶智能避碰算法
4．2．1深度竞争Q学习算法
4．2．2改进的深度强化学习避碰算法
4．3仅变向的多层避碰导航方法
4．3．1A*并行决策避碰导航算法
4．3．2数值仿真测试
4．4变向变速的多层避碰导航方法
4．4．1改进的A*并行决策避碰导航算法
4．4．2数值仿真测试
4．5本章小结
第5章无人船舶避碰导航强化学习控制及仿真系统
5．1神经网络Actor-critic算法
5．2基于Actor-critic算法的无人船舶航向控制方法
5．2．1强化学习航向控制器设计
5．2．2带干扰观测器的强化学习航向控制器
5．3基于Actor-critic算法的无人船舶航迹控制方法
5．3．1航迹控制策略设计
5．3．2数值仿真测试
5．4基于电子海图的船舶自动舵算法测试仿真系统
5．4．1仿真系统设计及实现
5．4．2自动舵算法测试实例
5．5综合避碰导航的无人船舶强化学习航迹控制
5．5．1综合避碰导航的航迹控制器原理
5．5．2构建综合避碰导航的航迹控制器测试平台
5．5．3数值仿真测试
5．6本章小结
第6章结论
6．1全文总结
6．2工作展望
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
