《现代航运与物流 安全·绿色·智能技术研究丛书：锚泊移位型工程船舶系统建模、自动控制与工程应用》是在多年锚泊移位型工程船舶科研实践的基础上完成的。全书共分为7章，主要内容包括锚泊移位型工程船舶的运动模型建立、工程船舶运动模型与控制器的优化设计、锚泊移位型工程船舶控制系统工程应用等。既有理论研究成果，同时也开发了软件系统，并在重庆、武汉、宜昌等多地进行了实际应用，取得了良好的应用效果。《现代航运与物流 安全·绿色·智能技术研究丛书：锚泊移位型工程船舶系统建模、自动控制与工程应用》可以作为高等学校交通运输工程、控制科学与工程等教师和学生的教材，也可以作为航道管理部门的参考用书，为工程船舶管理提供技术指导与借鉴。

　　《现代航运与物流 安全·绿色·智能技术研究丛书：锚泊移位型工程船舶系统建模、自动控制与工程应用》：
　　1.1 问题的提出及研究的意义
　　近年来，随着我国大力推进资源节约型和环境友好型社会建设，对长江航道的投入逐年增加，开展了一大批航道整治工程，长江航道通过能力大幅提升。长江口深水航道整治工程于1998年1月27日正式开工，到2010年3月14日三期工程全线贯通，历时12年、耗资150多亿元打造出一条全长92.2km、水深12.5m、底宽350～400m的双向“水上高速通道”。这不仅是迄今为止中国最大的水运工程，也是世界最大的河口整治工程。多年来，我国一大批学者、专家为整治长江航道进行了不懈努力和艰苦卓绝的工作，积累了大量宝贵的工程实践经验。“十二五”期间，长江航道建设即将进入一个大规模、高标准、快速度的全新发展机遇期。未来十年，国家将投资430亿元建设长江航道，其中用于航道整治的达300亿元。
　　在长江流域修建导堤、丁坝、潜堤等整治建筑物，对现有堤坝进行护堤、护坡作业等是目前普遍应用的整治方法。配合该项工程开发了大量适应施工需求的专用工程船舶，如挖泥船、铺排船、抛石船等，这些工程船舶一般为非自航船舶，依靠锚泊系统实现移船，而且大多数是由其他船舶改装而来，自动化作业程度普遍比较低。施工作业中，船舶效能的充分发挥在很大程度上还依赖于操作人员的技能，设备利用率和生产效率都较低。船舶的移位和定位控制大都采用手动方式来实现，这要求操作者应具有相当丰富的工作经验，根据工程船舶的航向、航迹以及风、浪、流作用力的方向和大小，来协调控制各锚缆的收放长度及速度，从而实现移船和定位，这种手动控制方式不可避免地会降低移船和定位精度。
　　目前，长江航道整治工程均以工程投标的形式进行，施工作业的精度是考量工程质量的重要指标，也是整治工程成功与否的关键，而提高施工作业的速度将大大减少工程施工成本。长江沿线各航道局均在修建用于整治工程的各类工程船舶，拥有高自动化程度的工程船舶就意味着效益和成绩。因此，通过研究锚泊移位型工程船舶自动控制系统来提高工程船舶施工作业精度、速度，有较高的实际应用价值。
　　传统意义的船舶操纵系统是按照预先设定的最佳航行计划，控制船舶航行在预定航线上，同时实现避碰、避险的指令执行系统。
　　船舶根据是否有自航能力分为舵类船舶（带动力自航能力）及锚泊移位型船舶（非自航能力）。对于舵类船舶而言，船舶操纵性是指船舶借助舵保持或改变其航向和航迹的性能及借助于主机一螺旋桨保持或改变航速的性能。而对于非自航的船舶而言，其操纵性表现在对多个锚机的操纵，在工作时通过协调控制多个锚机的收、放缆动作和速度，保持或改变其航向和航迹。
　　针对舵类自航船舶的研究，，包括其运动数学模型、“智能舵”的设计研究，经多年的发展已越来越趋于成熟。近几年来随着智能控制技术的发展，先进的智能控制技术在船舶操纵控制系统中得到大量应用。对于工程船舶而言，它们没有自航能力，依靠锚泊进行定位和移动，因此应用于自航船舶的成熟的智能控制器不适用于该类型船舶。对于该类型船舶的相关研究在国内外也相对较少。
　　市场需求的迫切与研究成果的缺乏形成冲突，《现代航运与物流 安全·绿色·智能技术研究丛书：锚泊移位型工程船舶系统建模、自动控制与工程应用》正是在这样的背景下，以长江中下流航道治理工程中的锚泊移位型工程船舶为研究对象，研究其系统建模方法、控制策略以及自动控制系统构成，将智能控制技术应用到工程实践中。其研究成果可推广应用到类似工程船舶的自动作业系统中，对相关领域的研究也有一定的参考价值。因此，《现代航运与物流 安全·绿色·智能技术研究丛书：锚泊移位型工程船舶系统建模、自动控制与工程应用》的研究工作具有理论研究意义和工程实践意义。
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1 绪论
1．1 问题的提出及研究的意义
1．2 锚泊移位型工程船舶概述
1．2．1 锚泊设备
1．2．2 工程船舶锚泊定位系统
1．3 船舶建模与控制的研究综述
1．3．1 船舶运动模型研究综述
1．3．2 船舶运动控制研究综述
1．3．3 锚泊船建模与控制研究综述
1．4 本书的主要内容和结构安排
1．4．1 主要内容
1．4．2 结构安排

2 工程船舶系统建模
2．1 引言
2．2 工程船舶锚泊移位系统模型描述
2．2．1 船舶运动的数学模型
2．2．2 水动力
2．2．3 环境载荷
2．2．4 锚链拉力
2．2．5 工程船舶运动线性模型
2．3 神经网络辨识与建模
2．3．1 系统建模的一般方法
2．3．2 神经网络辨识结构与方案
2．3．3 神经网络辨识的特点
2．4 基于神经网络的工程船舶系统辨识
2．4．1 辨识对象分析
2．4．2 基于前馈神经网络的工程船舶位移模型
2．4．3 基于回归神经网络的工程船舶位移模型
2．5 本章小结

3 基于粒子群算法的工程船舶位移模型优化
3．1 引言
3．2 粒子群优化算法
3．2．1 基本粒子群算法
3．2．2 标准粒子群算法
3．2．3 粒子群优化算法的改进研究
3．3 量子粒子群优化算法
3．3．1 QPSO算法简述
3．3．2 QPSO算法的控制参数选择
3．3．3 QPSO算法的改进
3．4 基于量子粒子群算法的位移模型优化及仿真分析
3．5 本章小结

4 基于模糊逻辑的工程船舶航迹保持控制系统设计与优化
4．1 引言
4．2 模糊逻辑控制的理论基础
4．2．1 模糊集合与模糊关系
4．2．2 模糊推理
4．2．3 模糊控制系统的组成
4．3 航迹保持模糊控制系统的设计
4．3．1 模糊控制系统构成
4．3．2 模糊控制器的设计
4．3．3 系统仿真实验
4．4 基于粒子群优化算法的模糊控制器优化设计
4．4．1 粒子群优化算法与模糊控制的结合
4．4．2 模糊控制器隶属度函数优化
4．4．3 模糊控制器模糊控制规则优化
4．5 本章小结

5 工程船舶航迹航向保持自适应控制器设计
5．1 引言
5．2 自适应神经模糊推理系统
5．2．1 自适应网络
5．2．2 ANFIS的结构
5．2．3 ANFIS的学习算法
5．3 自适应航迹保持控制器设计
……

6 工程船舶作业综合自动监控系统的研制
7 工程应用实例——软体铺排船

参考文献