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作　者：马骋，连琏 著 丛 书 名：出 版 社：国防工业出版社ISBN：9787118062106 出版时间：2009-12-01 版　次：1 页　数：208 装　帧：平装 开　本：16开 所属分类：图书 > 教材教辅 > 高职高专教材

内容简介

《水下运载器操纵控制及模拟仿真技术》通过水下运载器空间运动模型研究、海底三维地形模型研究、水下运载器地形跟踪控制规律研究、操纵运动性能模拟计算和虚拟视景仿真系统开发，系统地介绍了操纵控制及模拟仿真技术。全书共分六章，分别为绪论；水下运载器空间运动方程；水下运载器操纵控制方法；水下运载器空间运动的物理仿真技术；水下运载器空间运动的计算机模拟仿真；水下运载器空间运动模拟仿真实例。

目录

第一章 绪论

1.1 水下运载器操纵性研究的历史

1.2 水下运载器近水面和近海底航行的研究现状与趋势

1.3 水下运载器操纵控制方法的历史与现状

1.4 系统仿真技术的研究现状与趋势

参考文献

第二章 水下运载器空间运动方程

2.1 坐标系和空间运动主要参数

2.1.1 坐标系

2.1.2 空间运动主要参数

2.2 定系与动系间的坐标交换

2.2.1 坐标轴变换

2.2.2 两个坐标系间的坐标变换关系式

2.3 动力学方程的坐标交换

2.3.1 动量定理

2.3.2 动量矩定理

2.4 作用于水下运载器的水动力的一般表达式

2.4.1 缓慢运动假设

2.4.2 水动力分类

2.4.3 水动力的一般表达式

2.4.4 水动力系数

2.5 空间运动受力分析

2.5.1 静力

2.5.2 惯性水动力

2.5.3 黏性水动力

2.5.4 黏性水动力中包含惯性水动力的情况

3.1.2 深度控制的原理

3.1.3 纵倾控制的原理

3.2 水下运载器运动控制的数学模型

3.2.1 水下运载器水平面运动控制的数学模型及其表示方法

3.2.2 水下运载器垂直面运动控制的数学模型及其表示方式

3.3 水下运载器运动控制器的设计

3.3.1 水下运载器运动控制的性能指标确定

3.3.2 水下运载器运动控制器的时域分析法

3.3.3 水下运载器运动控制器的频域分析法

3.3.4 水下运载器运动控制实例

3.4 水下运载器运动控制技术的发展

3.4.1 滑模控制在水下运载器运动控制中的应用

3.4.2 H控制器在运动控制中的应用

3.5 智能控制技术在水下运载器运动控制中的应用前景

3.5.1 模糊控制技术的应用

3.5.2 神经网络控制技术的应用

参考文献

第四章 水下运载器空间运动的物理仿真技术

4.1 水下运载器空间运动物理仿真的日的和内容

4.1.1 物理仿真的目的

4.1.2 物理仿真的内容

4.2 实物仿真试验

4.2.1 水下运载器实物试验的目的

4.2.2 试验条件和要求

4.2.3 各类试验方法和内容

4.3 模型试验

4.3.1 引言

4.3.2 相似理论

4.3.3 模型设计

4.3.4 自由自航模试验

4.3.5 模型试验的尺度效应

4.3.6 约束模试验

4.4 模拟器仿真试验

4.4.I模拟器的发展

4.4.2 模拟器的基本构成

4.4.3 模拟器的功能和用途

4.4.4 技术要点

参考文献

第五章 水下运载器空间运动的计算机模拟仿真

5.1 计算机仿真基本概念

5.1.1 什么是计算机仿真

5.1.2 计算机仿真技术的发展概况

5.1.3 计算机仿真模型与方法

5.1.4 计算机仿真的步骤

5.2 基于MATLAB的数字仿真

5.2.1 MATLAB概述

5.2.2 MATLAB中的模型与仿真方法

5.3 基于SIMULINK的图形化数字仿真技术

5.3.1 SIMULINK交互环境的概述

5.3.2 SIMULINK基本操作

5.3.3 水下运载器运动仿真器的SIMULINK表示

5.3.4 水下运载器运动控制器的SIMULINK表示

5.4 虚拟现实（VR）技术在水下运载器运动仿真中的应用

5.4.1 虚拟现实技术概述与发展

5.4.2 MultiGenCreater/Vega虚拟软件平台介绍

5.4.3 基于MultiGenCreator的三维建模技术

5.4.4 MuhiGenVega视景驱动技术

参考文献

第六章 水下运载器空间运动模拟仿真实例

6.1 水下运载器水平面运动MATLAB仿真实例

6.1.1 水下运载器SIMULINK运动仿真模型建立

6.1.2 水下运载器运动性能分析的MATLAB实现

6.1.3 水下运载器频域分析的MATLAB实现

6.1.4 控制器模型设计与优化

6.2 水下运载器垂直面运动的SIMULINK仿真实例

6.2.1 SIMULINK仿真模型的建立

6.2.2 设置sIMuuNK仿真参数

6.2.3 滑模控制器设计

6.2.4 sIMuuNK仿真结果的观察与记录

6.3 水下运载器虚拟视景仿真系统

6.3.1 虚拟视景仿真系统总体设计

6.3.2 仿真系统人机交互界面介绍

6.3.3 仿真系统使用方法

6.3.4 仿真系统实景展示

参考文献

前言

21世纪是海洋的世纪，水下运载器作为人类走向深海的重要工具，其发展和应用为海洋探索、海洋资源的开发利用和维护海洋权益提供了有效保障，在人类发展进程中将扮演越来越重要的角色。操纵性是船舶的基本航行控制性能，由于水下运载器主要机动方式是垂直面的深度机动和水平面内的航向机动以及它们的联合机动，其操舵控制系统在一般水面船舶对航向的控制基础上，还需对深度进行控制，因此，其操纵性能、操舵系统更加复杂，而且还需考虑近海底和近水面对操纵控制的影响。此外，水下运载器的均衡也是其操纵控制的重要方面。

从设计原理上分析，水下运载器操纵控制系统的发展可分为四个阶段：第一阶段，用经典控制理论设计相互独立的深度自动操舵仪和航向自动操舵仪；第二阶段，利用现代控制理论设计水下运载器自动操舵仪；第三阶段，利用自适应、鲁棒控制、变结构控制及智能控制进行水下运载器自动操舵仪的设计；第四阶段，通过人工神经网络系统（ANS）解决复杂系统的控制问题，并实现智能控制。