本书针对存在内部模型不确定性、外部环境扰动下的无人船，系统介绍其扩张状态观测器设计方法，以及基于扩张状态观测器的抗干扰控制器应用。本书的主要内容包括：无人船状态重构与扰动估计的国内外研究现状、无人船扩张状态观测器设计的基础知识、无人船非线性扩张状态观测器设计、无人船事件触发非线性扩张状态观测器设计、无人船自适应扩张状态观测器设计、无人船数据驱动自适应扩张状态观测器设计、基于波浪滤波的无人船扩张状态观测器设计、基于扩张状态观测器的无人船抗干扰控制器设计。本书附有电子彩图，读者可扫封底二维码阅读彩图。
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辽宁省自然科学一等奖，多无人船分布式集群控制与智能优化，辽宁省人民政府，排名2
目录
前言
常用符号表
第1章 绪论 1
1.1 无人船研究背景与意义 1
1.2 无人船扰动估计与状态观测研究现状 3
1.2.1 无人船扰动估计方法研究现状 3
1.2.2 无人船状态观测方法研究现状 5
1.2.3 无人船扩张状态观测器研究现状 6
1.3 本书结构 7
第2章 基础知识 11
2.1 无人船运动模型 11
2.2 稳定性定理 15
2.3 投影算子 17
2.4 加权齐次性 18
第3章 无人船非线性扩张状态观测器 20
3.1 非线性扩张状态观测器 20
3.1.1 问题描述 20
3.1.2 观测器设计 21
3.1.3 稳定性分析 23
3.1.4 仿真验证 24
3.2 有限时间非线性扩张状态观测器 26
3.2.1 问题描述 27
3.2.2 观测器设计 27
3.2.3 稳定性分析 27
3.2.4 仿真验证 30
3.3 本章小结 32
第4章 无人船事件触发非线性扩张状态观测器 33
4.1 事件触发非线性扩张状态观测器 33
4.1.1 问题描述 33
4.1.2 观测器设计 34
4.1.3 稳定性分析 35
4.1.4 仿真与实验验证 38
4.2 事件触发有限时间非线性扩张状态观测器 38
4.2.1 问题描述 38
4.2.2 观测器设计 39
4.2.3 稳定性分析 40
4.2.4 仿真与实验验证 42
4.3 基于预测器的事件触发非线性扩张状态观测器 45
4.3.1 问题描述 46
4.3.2 观测器设计 46
4.3.3 稳定性分析 49
4.3.4 仿真与实验验证 50
4.4 本章小结 53
第5章 无人船自适应扩张状态观测器 54
5.1 基于初始激励的自适应扩张状态观测器 55
5.1.1 问题描述 56
5.1.2 观测器设计 57
5.1.3 稳定性分析 60
5.1.4 仿真验证 62
5.2 基于间隔激励的自适应扩张状态观测器 66
5.2.1 问题描述 66
5.2.2 观测器设计 67
5.2.3 稳定性分析 69
5.2.4 仿真与实验验证 71
5.3 本章小结 78
第6章 无人船数据驱动自适应扩张状态观测器 79
6.1 数据驱动并行学习自适应扩张状态观测器 80
6.1.1 问题描述 80
6.1.2 观测器设计 80
6.1.3 稳定性分析 83
6.1.4 仿真验证 86
6.2 数据驱动并行学习自适应有限时间扩张状态观测器 90
6.2.1 问题描述 90
6.2.2 观测器设计 91
6.2.3 稳定性分析 92
6.2.4 仿真与实验验证 94
6.3 本章小结 98
第7章 基于波浪滤波的无人船扩张状态观测器 99
7.1 基于波浪滤波的数据驱动自适应扩张状态观测器 100
7.1.1 问题描述 100
7.1.2 观测器设计 101
7.1.3 稳定性分析 105
7.1.4 仿真与实验验证 107
7.2 基于波浪滤波的数据驱动自适应有限时间扩张状态观测器 115
7.2.1 问题描述 115
7.2.2 观测器设计 116
7.2.3 稳定性分析 116
7.2.4 仿真与实验验证 117
7.3 本章小结 125
第8章 基于扩张状态观测器的无人船抗干扰控制 126
8.1 基于非线性扩张状态观测器的无人船轨迹跟踪控制 126
8.1.1 问题描述 126
8.1.2 控制器设计 126
8.1.3 稳定性分析 127
8.1.4 仿真验证 128
8.2 基于自适应扩张状态观测器的无人船路径跟踪控制 130
8.2.1 问题描述 130
8.2.2 控制器设计 131
8.2.3 稳定性分析 132
8.2.4 仿真验证 133
8.3 本章小结 136
参考文献 137
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