《無人水中航行器的研究與開發》是2020年電子工業出版社出版的圖書，作者是盧曉平、孫源、常書平。
基本介紹
- 中文名：無人水中航行器的研究與開發
- 作者：盧曉平、孫源、常書平
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2020年8月
- 頁數：420 頁
- 定價：115 元
- 開本：16 開
- ISBN：9787121381799
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書涵蓋了無人水中航行器的導航、制導和控制，總體性能和設計，水動力學和剛體動力學的理論、技術、研究與開發等多個領域。書中匯集了十幾個國家的幾十個團隊多年開展無人水中航行器研發的成果，介紹了自主水下航行器、遙控水下航行器、無人水面航行器，無人水中航行器群組協同運行，以及混合動力水下滑翔機、仿生水下航行器、海洋生物與 AUV 對比等方面內容，各章都涉及作者參與的研發項目背景材料。全書內容豐富，知識面廣泛，既有理論又有技術，大量內容至今仍屬於領域前沿和熱點，可為無人水中航行器的研究與開發提供支撐。本書對國內無人水中航行器的發展具有重要意義，適用於船舶與海洋結構設計製造，船舶導航、制導和控制，軍事海洋學等領域的本科生、研究生、教師、科研人員和工程技術人員，可作為其參考書或教材。
圖書目錄
第1章 導論：無人水中航行器的 研究與開發................................................ 1
1.1 引言......................................................................................................... 1
1.2 內容安排與簡介..................................................................................... 1
1.3 總評......................................................................................................... 8
致謝.................................................................................................................. 8
參考文獻.......................................................................................................... 8
第2章 LATIS ROV：下一代水下智慧型航行器............................................... 9
2.1 引言......................................................................................................... 9
2.2 背景....................................................................................................... 10
2.3 國際合作............................................................................................... 12
2.4 系統描述............................................................................................... 12
2.5 創新點................................................................................................... 27
2.6 實場試驗測試....................................................................................... 32
2.7 反饋意見............................................................................................... 38
2.8 安裝和運行........................................................................................... 39
2.9 結論....................................................................................................... 40
致謝................................................................................................................ 41
參考文獻........................................................................................................ 41
第3 章 HyBIS ROV：多功能6000m潛深機器人水下航行器的新概念..... 43
3.1 背景....................................................................................................... 43
3.2 模組化設計概念................................................................................... 45
3.3 工具模組............................................................................................... 52
3.4 結果....................................................................................................... 61
3.5 結論....................................................................................................... 63
致謝.................................................................................................................63
參考文獻.........................................................................................................64
第4 章 用於水下航行器操縱性研究的AUV 項目...................................... 65
4.1 引言........................................................................................................65
4.2 “皮拉茹巴”（Pirajuba）AUV.........................................................67
4.3 控制架構................................................................................................71
4.4 Pirajuba AUV 動力學建模研究............................................................74
4.5 結果和實驗驗證....................................................................................80
4.6 結論........................................................................................................83
參考文獻.........................................................................................................84
第5 章 基於神經網路的遙控水中航行器切換自適應控制......................... 87
5.1 引言........................................................................................................87
5.2 非線性動態系統切換監管控制方法....................................................89
5.3 預備知識................................................................................................91
5.4 基於神經網路的切換控制....................................................................93
5.5 切換策略................................................................................................96
5.6 遙控水中航行器模型............................................................................98
5.7 數值模擬結果........................................................................................99
5.8 結論......................................................................................................104
參考文獻.......................................................................................................104
第6 章 “米諾瓦”ROV 動力定位和追蹤系統研發................................. 109
6.1 引言......................................................................................................109
6.2 Minerva ROV 技術規格...................................................................... 111
6.3 數學模型..............................................................................................112
6.4 控制系統架構和控制模組..................................................................114
6.5 實驗結果..............................................................................................119
6.6 結論......................................................................................................123
致謝...............................................................................................................123
參考文獻.......................................................................................................123
第7 章 全驅動水下航行器的連線埠-哈密爾頓函式控制............................. 125
7.1 引言......................................................................................................125
7.2 連線埠-哈密爾頓函式系統.................................................................... 126
7.3 向量和連線埠-哈密爾頓函式動力學模型............................................ 127
7.4 採用PHS 表達式的運動控制............................................................ 135
7.5 案例分析............................................................................................. 140
7.6 結論..................................................................................................... 142
參考文獻...................................................................................................... 142
第8 章 自主水下航行器基於聲吶的同步定位和圖形測繪....................... 145
8.1 引言..................................................................................................... 145
8.2 SLAM 問題......................................................................................... 146
8.3 用於AUV 的基於聲吶的SLAM 技術.............................................. 147
8.4 水下掃描匹配SLAM 算法................................................................ 152
8.5 實驗設定和結果................................................................................. 157
8.6 結論..................................................................................................... 160
致謝.............................................................................................................. 161
參考文獻...................................................................................................... 161
第9 章 T-REX 系統：AUV 使命 控制分區推理....................................... 167
9.1 引言..................................................................................................... 167
9.2 研究動機示例..................................................................................... 169
9.3 T-REX 代理中的重要概念................................................................. 171
9.4 T-REX 代理執行周期......................................................................... 178
9.5 實驗結果............................................................................................. 186
9.6 結論..................................................................................................... 192
致謝.............................................................................................................. 193
參考文獻...................................................................................................... 193
第10 章 無人水面航行器的對象跟隨........................................................ 197
10.1 引言................................................................................................... 197
10.2 背景................................................................................................... 198
10.3 系統架構........................................................................................... 205
10.4 航行器跟隨：路徑追蹤系統設計.................................................... 206
10.5 實驗安排........................................................................................... 210
10.6 實驗結果........................................................................................... 214
10.7 結論....................................................................................................221
致謝...............................................................................................................222
參考文獻.......................................................................................................223
第11 章 無人水中航行器自動控制和容錯多感測器導航系統設計......... 227
11.1 引言....................................................................................................227
11.2 Springer USV.....................................................................................228
11.3 剛體建模和系統辨識........................................................................235
11.4 導航系統設計....................................................................................238
11.5 制導系統和控制系統........................................................................240
11.6 實驗結果............................................................................................243
11.7 總結....................................................................................................245
致謝...............................................................................................................245
附錄A...........................................................................................................245
附錄B...........................................................................................................246
參考文獻.......................................................................................................247
第12 章 多個自主水中航行器協同控制：理論基礎和實用問題............ 249
12.1 引言....................................................................................................249
12.2 實際動機和使命情境........................................................................251
12.3 多航行器協同的一般架構................................................................253
12.4 NetMarSyS模擬器：數值仿真模擬結果...........................................259
12.5 實驗結果............................................................................................265
12.6 結論和未來的研究工作....................................................................271
致謝...............................................................................................................272
參考文獻.......................................................................................................272
第13 章 混合動力滑翔機：動機、設計和評估........................................ 277
13.1 引言....................................................................................................277
13.2 自主水下滑翔機系統概述................................................................279
13.3 混合系統概念....................................................................................281
13.4 部件選擇與設計................................................................................282
13.5 評估....................................................................................................293
13.6 結論和未來的工作............................................................................298
致謝.............................................................................................................. 298
附錄.............................................................................................................. 299
參考文獻...................................................................................................... 301
第14 章 增強型Folaga：具有模組化有效載荷的混合型AUV............... 303
14.1 引言................................................................................................... 303
14.2 eFolaga航行器的設計..................................................................... 305
14.3 eFolaga航行器的動力學建模......................................................... 310
14.4 模組化軟體集成架構：UAN10 實驗的個案研究.......................... 317
14.5 結論................................................................................................... 322
致謝.............................................................................................................. 323
參考文獻...................................................................................................... 323
第15 章 仿生水下航行器設計概念............................................................ 325
15.1 引言................................................................................................... 325
15.2 生物遊動........................................................................................... 327
15.3 仿生AUV 的數學建模..................................................................... 330
15.4 推進分析........................................................................................... 340
15.5 開環操縱性分析............................................................................... 342
15.6 結論................................................................................................... 347
參考文獻...................................................................................................... 348
第16章 對下一代無人水中航行器——機器魚的開發...................................... 351
16.1 引言................................................................................................... 351
16.2 初始發展........................................................................................... 351
16.3 柔性振盪鰭推進系統的發展............................................................ 352
16.4 機器魚開發....................................................................................... 353
16.5 撲翼型機器魚................................................................................... 356
16.6 新的尾鰭機制................................................................................... 358
16.7 圓頭犁鰩概述................................................................................... 359
16.8 結論................................................................................................... 361
致謝.............................................................................................................. 362
參考文獻...................................................................................................... 362
第17 章 海洋監測的工程特性：海洋生物與AUV 的能量成本對比....... 363
17.1 引言....................................................................................................363
17.2 運輸成本............................................................................................365
17.3 最優運輸成本....................................................................................379
17.4 討論....................................................................................................383
17.5 結論....................................................................................................385
致謝...............................................................................................................385
參考文獻.......................................................................................................386
