无人水中航行器的研究与开发_无人水中航行器的研究与开发PDF下载_无人水中航行器的研究与开发电子书,介绍,无人水中航行器的研究与开发txt,作者,视频教程,在线阅读,无人水中航行器的研究与开发（英） G. N. Roberts（G. N. 罗伯茨）, R. Sutton（R. 萨顿）

无人水中航行器的研究与开发

作者

（英） G. N. Roberts（G. N. 罗伯茨）, R. Sutton（R. 萨顿）

丛书名

海军新军事变革丛书

出版社

电子工业出版社

ISBN

9787121381799

简要

简介

内容简介本书涵盖了无人水中航行器的导航、制导和控制，总体性能和设计，水动力学和刚体动力学的理论、技术、研究与开发等多个领域。书中汇集了十几个国家的几十个团队多年开展无人水中航行器研发的成果，介绍了自主水下航行器、遥控水下航行器、无人水面航行器，无人水中航行器群组协同运行，以及混合动力水下滑翔机、仿生水下航行器、海洋生物与 AUV 对比等方面内容，各章都涉及作者参与的研发项目背景材料。全书内容丰富，知识面广泛，既有理论又有技术，大量内容至今仍属于领域前沿和热点，可为无人水中航行器的研究与开发提供支撑。本书对国内无人水中航行器的发展具有重要意义，适用于船舶与海洋结构设计制造，船舶导航、制导和控制，军事海洋学等领域的本科生、研究生、教师、科研人员和工程技术人员，可作为其参考书或教材。

第1章导论：无人水中航行器的研究与开发................................................ 1
1.1 引言......................................................................................................... 1
1.2 内容安排与简介..................................................................................... 1
1.3 总评......................................................................................................... 8
致谢.................................................................................................................. 8
参考文献.......................................................................................................... 8
第2章 LATIS ROV：下一代水下智能航行器............................................... 9
2.1 引言......................................................................................................... 9
2.2 背景....................................................................................................... 10
2.3 国际合作............................................................................................... 12
2.4 系统描述............................................................................................... 12
2.5 创新点................................................................................................... 27
2.6 实场试验测试....................................................................................... 32
2.7 反馈意见............................................................................................... 38
2.8 安装和运行........................................................................................... 39
2.9 结论....................................................................................................... 40
致谢................................................................................................................ 41
参考文献........................................................................................................ 41
第3 章 HyBIS ROV：多功能6000m潜深机器人水下航行器的新概念..... 43
3.1 背景....................................................................................................... 43
3.2 模块化设计概念................................................................................... 45
3.3 工具模块............................................................................................... 52
3.4 结果....................................................................................................... 61
3.5 结论....................................................................................................... 63
致谢.................................................................................................................63
参考文献.........................................................................................................64
第4 章用于水下航行器操纵性研究的AUV 项目...................................... 65
4.1 引言........................................................................................................65
4.2 “皮拉茹巴”（Pirajuba）AUV.........................................................67
4.3 控制架构................................................................................................71
4.4 Pirajuba AUV 动力学建模研究............................................................74
4.5 结果和实验验证....................................................................................80
4.6 结论........................................................................................................83
参考文献.........................................................................................................84
第5 章基于神经网络的遥控水中航行器切换自适应控制......................... 87
5.1 引言........................................................................................................87
5.2 非线性动态系统切换监管控制方法....................................................89
5.3 预备知识................................................................................................91
5.4 基于神经网络的切换控制....................................................................93
5.5 切换策略................................................................................................96
5.6 遥控水中航行器模型............................................................................98
5.7 数值模拟结果........................................................................................99
5.8 结论......................................................................................................104
参考文献.......................................................................................................104
第6 章 “米诺瓦”ROV 动力定位和追踪系统研发................................. 109
6.1 引言......................................................................................................109
6.2 Minerva ROV 技术规格...................................................................... 111
6.3 数学模型..............................................................................................112
6.4 控制系统架构和控制模块..................................................................114
6.5 实验结果..............................................................................................119
6.6 结论......................................................................................................123
致谢...............................................................................................................123
参考文献.......................................................................................................123
第7 章全驱动水下航行器的端口-哈密尔顿函数控制............................. 125
7.1 引言......................................................................................................125
7.2 端口-哈密尔顿函数系统.................................................................... 126
7.3 向量和端口-哈密尔顿函数动力学模型............................................ 127
7.4 采用PHS 表达式的运动控制............................................................ 135
7.5 案例分析............................................................................................. 140
7.6 结论..................................................................................................... 142
参考文献...................................................................................................... 142
第8 章自主水下航行器基于声呐的同步定位和图形测绘....................... 145
8.1 引言..................................................................................................... 145
8.2 SLAM 问题......................................................................................... 146
8.3 用于AUV 的基于声呐的SLAM 技术.............................................. 147
8.4 水下扫描匹配SLAM 算法................................................................ 152
8.5 实验设置和结果................................................................................. 157
8.6 结论..................................................................................................... 160
致谢.............................................................................................................. 161
参考文献...................................................................................................... 161
第9 章 T-REX 系统：AUV 使命控制分区推理....................................... 167
9.1 引言..................................................................................................... 167
9.2 研究动机示例..................................................................................... 169
9.3 T-REX 代理中的重要概念................................................................. 171
9.4 T-REX 代理执行周期......................................................................... 178
9.5 实验结果............................................................................................. 186
9.6 结论..................................................................................................... 192
致谢.............................................................................................................. 193
参考文献...................................................................................................... 193
第10 章无人水面航行器的对象跟随........................................................ 197
10.1 引言................................................................................................... 197
10.2 背景................................................................................................... 198
10.3 系统架构........................................................................................... 205
10.4 航行器跟随：路径追踪系统设计.................................................... 206
10.5 实验安排........................................................................................... 210
10.6 实验结果........................................................................................... 214
10.7 结论....................................................................................................221
致谢...............................................................................................................222
参考文献.......................................................................................................223
第11 章无人水中航行器自动控制和容错多传感器导航系统设计......... 227
11.1 引言....................................................................................................227
11.2 Springer USV.....................................................................................228
11.3 刚体建模和系统辨识........................................................................235
11.4 导航系统设计....................................................................................238
11.5 制导系统和控制系统........................................................................240
11.6 实验结果............................................................................................243
11.7 总结....................................................................................................245
致谢...............................................................................................................245
附录A...........................................................................................................245
附录B...........................................................................................................246
参考文献.......................................................................................................247
第12 章多个自主水中航行器协同控制：理论基础和实用问题............ 249
12.1 引言....................................................................................................249
12.2 实际动机和使命情境........................................................................251
12.3 多航行器协同的一般架构................................................................253
12.4 NetMarSyS模拟器：数值仿真模拟结果...........................................259
12.5 实验结果............................................................................................265
12.6 结论和未来的研究工作....................................................................271
致谢...............................................................................................................272
参考文献.......................................................................................................272
第13 章混合动力滑翔机：动机、设计和评估........................................ 277
13.1 引言....................................................................................................277
13.2 自主水下滑翔机系统概述................................................................279
13.3 混合系统概念....................................................................................281
13.4 部件选择与设计................................................................................282
13.5 评估....................................................................................................293
13.6 结论和未来的工作............................................................................298
致谢.............................................................................................................. 298
附录.............................................................................................................. 299
参考文献...................................................................................................... 301
第14 章增强型Folaga：具有模块化有效载荷的混合型AUV............... 303
14.1 引言................................................................................................... 303
14.2 eFolaga航行器的设计..................................................................... 305
14.3 eFolaga航行器的动力学建模......................................................... 310
14.4 模块化软件集成架构：UAN10 实验的个案研究.......................... 317
14.5 结论................................................................................................... 322
致谢.............................................................................................................. 323
参考文献...................................................................................................... 323
第15 章仿生水下航行器设计概念............................................................ 325
15.1 引言................................................................................................... 325
15.2 生物游动........................................................................................... 327
15.3 仿生AUV 的数学建模..................................................................... 330
15.4 推进分析........................................................................................... 340
15.5 开环操纵性分析............................................................................... 342
15.6 结论................................................................................................... 347
参考文献...................................................................................................... 348
第16章对下一代无人水中航行器——机器鱼的开发...................................... 351
16.1 引言................................................................................................... 351
16.2 初始发展........................................................................................... 351
16.3 柔性振荡鳍推进系统的发展............................................................ 352
16.4 机器鱼开发....................................................................................... 353
16.5 扑翼型机器鱼................................................................................... 356
16.6 新的尾鳍机制................................................................................... 358
16.7 圆头犁鳐概述................................................................................... 359
16.8 结论................................................................................................... 361
致谢.............................................................................................................. 362
参考文献...................................................................................................... 362
第17 章海洋监测的工程特性：海洋生物与AUV 的能量成本对比....... 363
17.1 引言....................................................................................................363
17.2 运输成本............................................................................................365
17.3 最优运输成本....................................................................................379
17.4 讨论....................................................................................................383
17.5 结论....................................................................................................385
致谢...............................................................................................................385
参考文献.......................................................................................................386

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