本书深入总结编者近年来围绕帆式船舶自主航行控制任务取得的关键研究成果，涵盖帆式船舶建模、迎 / 顺风换舷策略、自主制导技术、动态面控制、鲁棒神经阻尼技术、动态事件触发机制、速度调节控制、能耗优化与肌力补偿等理论技术与实际需求实践，设计帆式船舶自主航行制导与鲁棒控制策略。本书内容融入了编者对帆式船舶智能航行控制的一系列思考所得和研究设计范例，力求使本书内容在全面性和实用性方面具有较高的参考价值。
本书各部分内容既相互联系又相互独立，读者可根据自己需要选择学习。本书内容精炼，系统性和实用性强，可作为交通运输工程、交通信息工程及控制、航海科学与技术、控制科学与工程等专业高年级本科生和研究生的教材和参考书使用，也可供绿色智能船舶建造及航行控制相关领域的广大工程技术人员和科研工作者自学和参考。

前沿研究成果集成：汇聚帆式船舶自主航行控制领域前沿研究成果，覆盖建模、换舷策略、制导与控制等多关键技术，呈现该领域最新理论与实践突破，为行业提供权威知识参考 。

内容实用全面：融入智能航行控制思考与设计范例，内容相互关联又独立，兼具全面性与实用性，既讲理论技术，又结合实际需求实践，助力读者系统学习与灵活应用 。

精准适配多群体：适配交通运输工程等多专业高年级本科生、研究生教学，可作教材与参考书；也满足绿色智能船舶建造及航行控制领域工程技术人员、科研工作者自学需求，受众广泛且精准 。

专业领域权威性：由国防工业出版社出版，依托编者研究积累，在帆式船舶自主航行控制专业方向具备权威性，为相关研究与实践筑牢知识根基，值得信赖 。

目录

帆式船舶自主航行制导与控制

第 1 章 绪论

1.1 船舶运动控制发展概述

1.2 帆式船舶研究现状

1.2.1 帆式船舶发展现状

1.2.2 帆式船舶建模、制导与控制

1.3 帆式船舶自主航行技术难点分析

1.4 全书结构内容安排

第 2 章 帆式船舶建模及相关基础

2.1 帆式船舶运动数学模型

2.1.1 风帆种类及推力原理

2.1.2 帆式船舶四自由度非线性数学模型

2.1.3 执行器故障模型

2.1.4 执行伺服系统模型

2.2 海洋环境干扰模型

2.2.1 风干扰模型

2.2.2 海浪干扰模型

2.2.3 海流干扰模型

2.3 Lyapunov 稳定性理论

2.3.1 稳定的概念

2.3.2 Lyapunov 稳定性定理

2.3.3 自适应 Backstepping 控制

2.4 事件触发控制

第 3 章 基于 DSC 技术的帆船鲁棒自适应控制

3.1 基于换舷策略的帆船鲁棒自适应控制

3.1.1 问题描述

3.1.2 基于帆角换舷策略的 ILOS 制导

3.1.3 基于帆角换舷策略的帆船路径跟踪控制

3.1.4 仿真研究

3.2 基于帆角调节的帆船鲁棒自适应控制

3.2.1 问题描述

3.2.2 考虑航行区域划分的帆船复合 ALOS 制导设计

3.2.3 基于帆角调节的帆船路径跟踪控制

3.2.4 仿真研究

3.3 本章小结

第 4 章 基于 LVS 制导策略的帆船事件触发控制

4.1 双层虚拟制导下的帆船事件触发控制

4.1.1 问题描述

4.1.2 考虑时变风场的双层虚拟制导

4.1.3 双层虚拟制导下的帆船事件触发鲁棒控制器设计

4.1.4 仿真研究

4.2 LVS 制导下的帆船动态事件触发控制

4.2.1 问题描述

4.2.2 考虑大转向执行器受限的改进 LVS 制导策略

4.2.3 LVS 制导下的帆船动态事件触发控制

4.2.4 仿真研究

4.3 本章小结

第 5 章 基于改进 LVS 制导策略的翼型风帆助航船事件触发控制

5.1 具有容错机制的翼型风帆助航船事件触发控制

5.1.1 问题描述

5.1.2 基于航路点虚拟圆弧转向的翼型风帆助航船复合 LVS 制导设计

5.1.3 具有速度调节机制的翼型风帆助航船鲁棒自适应控制

5.1.4 仿真研究

5.2 具有帆力补偿机制的翼型风帆助航船多端口事件触发控制

5.2.1 问题描述

5.2.2 针对翼型风帆助航船的虚拟制导

5.2.3 考虑帆力补偿的翼型风帆助航船多端口事件触发控制

5.2.4 数值仿真及实船试验

5.3 本章小结

第 6 章 基于触发 LVS 制导的转筒型风帆助航船路径跟踪控制

6.1 考虑最优推力的转筒型风帆助航船路径跟踪控制

6.1.1 问题描述

6.1.2 基于非线性修饰规则的 LVS 制导

6.1.3 基于推力优化的鲁棒自适应控制算法

6.1.4 仿真研究

6.2 基于能耗优化机制的转筒型风帆助航船牧场巡航控制

6.2.1 问题描述

6.2.2 基于有限边界的触发式 LVS 制导

6.2.3 基于触发式 LVS 制导的转筒型风帆助航船牧场巡航控制

6.2.4 仿真研究

6.3 本章小结

参考文献

附录 主要符号、缩写说明