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自主水下航行器操縱性 版權(quán)信息
- ISBN：9787030650177
- 條形碼：9787030650177 ; 978-7-03-065017-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
自主水下航行器操縱性 內(nèi)容簡介
全書共分為8章。章簡要介紹自主水下航行器的基本概念和分類，分析自主水下航行器操縱性研究的靠前外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；第二章建立矢量形式的AUV六自由度運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型；第三章分別給出基于面元法和邊界層理論、經(jīng)驗(yàn)公式、計(jì)算流體力學(xué)等三種計(jì)算AUV流體動(dòng)力的方法；第四章分析AUV位置力、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)、附加質(zhì)量等實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法；第五章在推導(dǎo)水下航行器縱向、橫向－橫滾擾動(dòng)方程的基礎(chǔ)上，對(duì)AUV在水下低速航行狀態(tài)的操縱性進(jìn)行K－T分析；第六章針對(duì)回轉(zhuǎn)體型AUV、撲翼AUV、水下滑翔機(jī)等三種典型自主水下航行器進(jìn)行操縱性仿真分析；第七章建立海流和波浪對(duì)AUV操縱性影響的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行仿真分析，研究復(fù)雜海洋環(huán)境對(duì)AUV操縱性的影響；第八章基于多體動(dòng)力學(xué)理論建立了纜索對(duì)自主水下航行器操縱性影響的數(shù)學(xué)模型。
自主水下航行器操縱性 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 AUV分類 1
1.2 AUV研究現(xiàn)狀 3
1.3 AUV操縱性研究 8
1.4 本書主要內(nèi)容 9
參考文獻(xiàn) 10
第2章 AUV操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 12
2.1坐標(biāo)系與參數(shù)描述 12
2.1.1坐標(biāo)系的選取 12
2.1.2參數(shù)描述 13
2.1.3坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣 13
2.2 AUV六自由度操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 15
2.2.1運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 15
2.2.2動(dòng)力學(xué)方程 19
2.2.3 AUV受力分析 22
2.2.4六自由度操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 27
參考文獻(xiàn) 27
第3章 流體動(dòng)力計(jì)算與試驗(yàn) 28
3.1 流體動(dòng)力計(jì)算方法概述 28
3.1.1 面元法和邊界層理論 29
3.1.2 流體動(dòng)力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 32
3.2 流體動(dòng)力計(jì)算的 40
3.2.1 流動(dòng)基本方程 41
3.2.2 常用離散格式及流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算簡介 44
3.2.3 湍流模擬方法與湍流模型 46
3.2.4 動(dòng)參考系模型 49
3.2.5 動(dòng)網(wǎng)格技術(shù) 50
3.2.6 翼身融合水下滑翔機(jī)的流體動(dòng)力數(shù)值計(jì)算 52
3.2.7 AUV在極限流域中運(yùn)動(dòng)的流體動(dòng)力數(shù)值計(jì)算 65
3.3 流體動(dòng)力試驗(yàn) 80
3.3.1 位置力 81
3.3.2 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù) 91
3.3.3 附加質(zhì)量 95
參考文獻(xiàn) 100
第4章 操縱性分析 101
4.1 縱向運(yùn)動(dòng)的操縱性分析 101
4.1.1 縱向運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)方程 101
4.1.2 特征方程 103
4.1.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳遞函數(shù) 104
4.1.4 階躍操舵條件下縱平面運(yùn)動(dòng)參數(shù)的過渡函數(shù) 104
4.1.5 K-T分析 108
4.1.6 縱向運(yùn)動(dòng)參數(shù)的頻率特性 110
4.1.7 算例分析 110
4.2 橫向 114
4.2.1 橫向 114
4.2.2 特征方程 117
4.2.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳遞函數(shù) 118
4.2.4 階躍操舵條件下運(yùn)動(dòng)參數(shù)的過渡函數(shù) 119
4.2.5 K-T分析 121
4.2.6 算例分析 122
參考文獻(xiàn) 125
第5章 操縱性仿真 126
5.1 回轉(zhuǎn)體型 126
5.1.1 動(dòng)力定位模型的建立 126
5.1.2 動(dòng)力定位下 136
5.1.3動(dòng)力定位系統(tǒng)和鰭舵系統(tǒng)共同作用下 138
5.2 撲翼推進(jìn)型 140
5.2.1 撲翼運(yùn)動(dòng)方式研究 140
5.2.2 撲翼推進(jìn)推力特性研究 142
5.2.3 撲翼推進(jìn)型 150
5.3 水下滑翔機(jī)操縱性仿真 153
5.3.1 水下滑翔機(jī)簡介 153
5.3.2 水下滑翔機(jī)操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 154
5.3.3 運(yùn)動(dòng)仿真計(jì)算 159
參考文獻(xiàn) 164
第6章 海洋環(huán)境對(duì)操縱性的影響 166
6.1 海流對(duì)操縱性的影響 166
6.1.1 海流對(duì) 166
6.1.2 海流對(duì) 170
6.2 波浪對(duì)操縱性的影響 175
6.2.1 波浪對(duì) 175
6.2.2 波浪對(duì) 190
6.3 海流和波浪同時(shí)作用對(duì) 196
6.3.1 海流對(duì)波浪的影響 196
6.3.2 海流和波浪同時(shí)作用下 197
參考文獻(xiàn) 199
第7章 拖曳系統(tǒng)對(duì) AUV操縱性的影響200
7.1 多體動(dòng)力學(xué)理論 200
7.1.1 牛頓 200
7.1.2 達(dá)朗貝爾原理 201
7.1.3 Kane方法 201
7.1.4 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 203
7.1.5 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)值解法 205
7.2 纜索動(dòng)力學(xué)模型的建立 207
7.2.1 纜索運(yùn)動(dòng)姿態(tài)研究方法 207
7.2.2 坐標(biāo)系建立 208
7.2.3 動(dòng)力學(xué)模型 210
7.2.4 邊界條件 212
7.2.5 節(jié)點(diǎn)初值計(jì)算 213
7.2.6 數(shù)值求解 213
7.3 拖纜對(duì) 213
7.3.1 拖曳系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立 213
7.3.2 拖纜運(yùn)動(dòng)的邊界條件 214
7.3.3 節(jié)點(diǎn)初值計(jì)算 215
7.3.4 拖曳系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真分析 219
7.4 錨鏈對(duì)水下滑翔機(jī)操縱性的影響 223
7.4.1 水下滑翔機(jī)駐留過程多體系統(tǒng)耦合運(yùn)動(dòng)模型的建立 224
7.4.2 仿真求解方法 241
7.4.3 運(yùn)動(dòng)仿真分析 244
參考文獻(xiàn) 251
第1章 緒論 1
1.1 AUV分類 1
1.2 AUV研究現(xiàn)狀 3
1.3 AUV操縱性研究 8
1.4 本書主要內(nèi)容 9
參考文獻(xiàn) 10
第2章 AUV操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 12
2.1坐標(biāo)系與參數(shù)描述 12
2.1.1坐標(biāo)系的選取 12
2.1.2參數(shù)描述 13
2.1.3坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣 13
2.2 AUV六自由度操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 15
2.2.1運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 15
2.2.2動(dòng)力學(xué)方程 19
2.2.3 AUV受力分析 22
2.2.4六自由度操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 27
參考文獻(xiàn) 27
第3章 流體動(dòng)力計(jì)算與試驗(yàn) 28
3.1 流體動(dòng)力計(jì)算方法概述 28
3.1.1 面元法和邊界層理論 29
3.1.2 流體動(dòng)力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 32
3.2 流體動(dòng)力計(jì)算的 40
3.2.1 流動(dòng)基本方程 41
3.2.2 常用離散格式及流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算簡介 44
3.2.3 湍流模擬方法與湍流模型 46
3.2.4 動(dòng)參考系模型 49
3.2.5 動(dòng)網(wǎng)格技術(shù) 50
3.2.6 翼身融合水下滑翔機(jī)的流體動(dòng)力數(shù)值計(jì)算 52
3.2.7 AUV在極限流域中運(yùn)動(dòng)的流體動(dòng)力數(shù)值計(jì)算 65
3.3 流體動(dòng)力試驗(yàn) 80
3.3.1 位置力 81
3.3.2 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù) 91
3.3.3 附加質(zhì)量 95
參考文獻(xiàn) 100
第4章 操縱性分析 101
4.1 縱向運(yùn)動(dòng)的操縱性分析 101
4.1.1 縱向運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)方程 101
4.1.2 特征方程 103
4.1.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳遞函數(shù) 104
4.1.4 階躍操舵條件下縱平面運(yùn)動(dòng)參數(shù)的過渡函數(shù) 104
4.1.5 K-T分析 108
4.1.6 縱向運(yùn)動(dòng)參數(shù)的頻率特性 110
4.1.7 算例分析 110
4.2 橫向 114
4.2.1 橫向 114
4.2.2 特征方程 117
4.2.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的傳遞函數(shù) 118
4.2.4 階躍操舵條件下運(yùn)動(dòng)參數(shù)的過渡函數(shù) 119
4.2.5 K-T分析 121
4.2.6 算例分析 122
參考文獻(xiàn) 125
第5章 操縱性仿真 126
5.1 回轉(zhuǎn)體型 126
5.1.1 動(dòng)力定位模型的建立 126
5.1.2 動(dòng)力定位下 136
5.1.3動(dòng)力定位系統(tǒng)和鰭舵系統(tǒng)共同作用下 138
5.2 撲翼推進(jìn)型 140
5.2.1 撲翼運(yùn)動(dòng)方式研究 140
5.2.2 撲翼推進(jìn)推力特性研究 142
5.2.3 撲翼推進(jìn)型 150
5.3 水下滑翔機(jī)操縱性仿真 153
5.3.1 水下滑翔機(jī)簡介 153
5.3.2 水下滑翔機(jī)操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型 154
5.3.3 運(yùn)動(dòng)仿真計(jì)算 159
參考文獻(xiàn) 164
第6章 海洋環(huán)境對(duì)操縱性的影響 166
6.1 海流對(duì)操縱性的影響 166
6.1.1 海流對(duì) 166
6.1.2 海流對(duì) 170
6.2 波浪對(duì)操縱性的影響 175
6.2.1 波浪對(duì) 175
6.2.2 波浪對(duì) 190
6.3 海流和波浪同時(shí)作用對(duì) 196
6.3.1 海流對(duì)波浪的影響 196
6.3.2 海流和波浪同時(shí)作用下 197
參考文獻(xiàn) 199
第7章 拖曳系統(tǒng)對(duì) AUV操縱性的影響200
7.1 多體動(dòng)力學(xué)理論 200
7.1.1 牛頓 200
7.1.2 達(dá)朗貝爾原理 201
7.1.3 Kane方法 201
7.1.4 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 203
7.1.5 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)值解法 205
7.2 纜索動(dòng)力學(xué)模型的建立 207
7.2.1 纜索運(yùn)動(dòng)姿態(tài)研究方法 207
7.2.2 坐標(biāo)系建立 208
7.2.3 動(dòng)力學(xué)模型 210
7.2.4 邊界條件 212
7.2.5 節(jié)點(diǎn)初值計(jì)算 213
7.2.6 數(shù)值求解 213
7.3 拖纜對(duì) 213
7.3.1 拖曳系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立 213
7.3.2 拖纜運(yùn)動(dòng)的邊界條件 214
7.3.3 節(jié)點(diǎn)初值計(jì)算 215
7.3.4 拖曳系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真分析 219
7.4 錨鏈對(duì)水下滑翔機(jī)操縱性的影響 223
7.4.1 水下滑翔機(jī)駐留過程多體系統(tǒng)耦合運(yùn)動(dòng)模型的建立 224
7.4.2 仿真求解方法 241
7.4.3 運(yùn)動(dòng)仿真分析 244
參考文獻(xiàn) 251
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