內容簡介
《水下運載器操縱控制及模擬仿真技術》通過水下運載器空間運動模型研究、海底三維地形模型研究、水下運載器地形跟蹤控制規律研究、操縱運動性能模擬計算和虛擬視景仿真系統開發，系統地介紹了操縱控制及模擬仿真技術。全書共分六章，分別為緒論；水下運載器空間運動方程；水下運載器操縱控制方法；水下運載器空間運動的物理仿真技術；水下運載器空間運動的計算機模擬仿真；水下運載器空間運動模擬仿真實例。
目錄
第一章 緒論
1.1 水下運載器操縱性研究的歷史
1.2 水下運載器近水面和近海底航行的研究現狀與趨勢
1.3 水下運載器操縱控制方法的歷史與現狀
1.4 系統仿真技術的研究現狀與趨勢
參考文獻
第二章 水下運載器空間運動方程
2.1 坐標系和空間運動主要參數
2.1.1 坐標系
2.1.2 空間運動主要參數
2.2 定系與動系間的坐標交換
2.2.1 坐標軸變換
2.2.2 兩個坐標系間的坐標變換關係式
2.3 動力學方程的坐標交換
2.3.1 動量定理
2.3.2 動量矩定理
2.4 作用於水下運載器的水動力的一般表達式
2.4.1 緩慢運動假設
2.4.2 水動力分類
2.4.3 水動力的一般表達式
2.4.4 水動力係數
2.5 空間運動受力分析
2.5.1 靜力
2.5.2 慣性水動力
2.5.3 黏性水動力
2.5.4 黏性水動力中包含慣性水動力的情況
3.1.2 深度控制的原理
3.1.3縱傾控制的原理
3.2 水下運載器運動控制的數學模型
3.2.1 水下運載器水平面運動控制的數學模型及其表示方法
3.2.2 水下運載器垂直面運動控制的數學模型及其表示方式
3.3 水下運載器運動控制器的設計
3.3.1 水下運載器運動控制的性能指標確定
3.3.2 水下運載器運動控制器的時域分析法
3.3.3 水下運載器運動控制器的頻域分析法
3.3.4 水下運載器運動控制實例
3.4 水下運載器運動控制技術的發展
3.4.1 滑模控制在水下運載器運動控制中的套用
3.4.2 H控制器在運動控制中的套用
3.5 智慧型控制技術在水下運載器運動控制中的套用前景
3.5.1 模糊控制技術的套用
3.5.2 神經網路控制技術的套用
參考文獻
第四章 水下運載器空間運動的物理仿真技術
4.1 水下運載器空間運動物理仿真的日的和內容
4.1.1 物理仿真的目的
4.1.2 物理仿真的內容
4.2 實物仿真試驗
4.2.1 水下運載器實物試驗的目的
4.2.2 試驗條件和要求
4.2.3 各類試驗方法和內容
4.3 模型試驗
4.3.1 引言
4.3.2 相似理論
4.3.3 模型設計
4.3.4 自由自航模試驗
4.3.5 模型試驗的尺度效應
4.3.6 約束模試驗
4.4 模擬器仿真試驗
4.4.I模擬器的發展
4.4.2 模擬器的基本構成
4.4.3 模擬器的功能和用途
4.4.4 技術要點
參考文獻
第五章 水下運載器空間運動的計算機模擬仿真
5.1 計算機仿真基本概念
5.1.1 什麼是計算機仿真
5.1.2 計算機仿真技術的發展概況
5.1.3 計算機仿真模型與方法
5.1.4 計算機仿真的步驟
5.2 基於MATLAB的數字仿真
5.2.1 MATLAB概述
5.2.2 MATLAB中的模型與仿真方法
5.3 基於SIMULINK的圖形化數字仿真技術
5.3.1 SIMULINK互動環境的概述
5.3.2 SIMULINK基本操作
5.3.3 水下運載器運動仿真器的SIMULINK表示
5.3.4 水下運載器運動控制器的SIMULINK表示
5.4 虛擬現實（VR）技術在水下運載器運動仿真中的套用
5.4.1 虛擬現實技術概述與發展
5.4.2 MultiGenCreater/Vega虛擬軟體平台介紹
5.4.3 基於MultiGenCreator的三維建模技術
5.4.4 MuhiGenVega視景驅動技術
參考文獻
第六章 水下運載器空間運動模擬仿真實例
6.1 水下運載器水平面運動matlab仿真實例
6.1.1 水下運載器SIMULINK運動仿真模型建立
6.1.2 水下運載器運動性能分析的MATLAB實現
6.1.3 水下運載器頻域分析的MATLAB實現
6.1.4 控制器模型設計與最佳化
6.2 水下運載器垂直面運動的SIMULINK仿真實例
6.2.1 SIMULINK仿真模型的建立
6.2.2 設定sIMuuNK仿真參數
6.2.3 滑模控制器設計
6.2.4 sIMuuNK仿真結果的觀察與記錄
6.3 水下運載器虛擬視景仿真系統
6.3.1 虛擬視景仿真系統總體設計
6.3.2 仿真系統人機互動界面介紹
6.3.3 仿真系統使用方法
6.3.4 仿真系統實景展示
參考文獻
前言
21世紀是海洋的世紀，水下運載器作為人類走向深海的重要工具，其發展和套用為海洋探索、海洋資源的開發利用和維護海洋權益提供了有效保障，在人類發展進程中將扮演越來越重要的角色。操縱性是船舶的基本航行控制性能，由於水下運載器主要機動方式是垂直面的深度機動和水平面內的航向機動以及它們的聯合機動，其操舵控制系統在一般水面船舶對航向的控制基礎上，還需對深度進行控制，因此，其操縱性能、操舵系統更加複雜，而且還需考慮近海底和近水面對操縱控制的影響。此外，水下運載器的均衡也是其操縱控制的重要方面。
從設計原理上分析，水下運載器操縱控制系統的發展可分為四個階段：第一階段，用經典控制理論設計相互獨立的深度自動操舵儀和航向自動操舵儀；第二階段，利用現代控制理論設計水下運載器自動操舵儀；第三階段，利用自適應、魯棒控制、變結構控制及智慧型控制進行水下運載器自動操舵儀的設計；第四階段，通過人工神經網路系統（ANS）解決複雜系統的控制問題，並實現智慧型控制。
