水下无人航行器控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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严浙平 著

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• 水下无人航行器
• AUV
• 控制技术
• 机器人
• 海洋工程
• 导航
• 路径规划
• 自动控制
• 传感器
• 水下机器人

店铺： 文轩网教育考试专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118103069

商品编码：10990827019

出版时间：2015-11-01

水下无人航行器控制技术 作  者:严浙平 著作 定  价:88 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2015年11月01日 页  数:278 装  帧:平装 ISBN:9787118103069 ●暂无

内容简介

本书主要内容包括水下无人航行器控制技术的发展历史和发展趋势，控制系统约束和扰动，水下无人航行器的体系结构和航行特性，水下无人航行器的前级技术、运动控制、编队控制，以及航行器控制测试与验证技术方案等。

仿生机器人学原理与前沿应用 书籍简介 本书聚焦于仿生机器人领域的前沿研究与核心技术，深入剖析了模仿自然界生物体运动、感知和决策机制的机器人系统设计、实现与优化。全书结构严谨，内容涵盖了从仿生学基础理论到尖端工程应用的广泛范围，旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的知识体系。 第一部分：仿生学基础与生物启发设计 本部分首先奠定了理解仿生机器人的理论基础。我们将详细探讨生物学中关于运动、感知和信息处理的经典原理。 生物体运动机制的仿生学解读： 重点分析了昆虫的飞行机制（如扑翼运动的空气动力学特性、多自由度翅膀的协调控制）、鱼类的游动方式（如侧向振动推进的流体力学效率、集群行为的自组织协调）以及爬行动物的步态生成（如多足运动的稳定性分析、地形适应性策略）。这些章节不仅描述了生物运动的现象，更深入挖掘了驱动这些运动的物理学和生物力学原理。 传感与感知系统的生物启发： 介绍了自然界中高效的传感模式，例如昆虫的复眼视觉系统在快速目标跟踪和运动感知中的优势、蝙蝠的回声定位在复杂环境三维重建中的精度，以及触觉器官对精细力反馈的敏感性。随后，阐述如何将这些生物原理转化为先进的机器人传感器设计，包括柔性电子皮肤、高灵敏度声纳阵列和仿生视觉处理单元。 材料科学与软体仿生： 探讨了如何利用软材料的固有特性（如形状记忆合金、电活性聚合物、水凝胶）来模仿生物体的柔性和驱动能力。重点介绍软体驱动器的设计、建模与控制，及其在实现安全交互、复杂变形和环境适应性方面的潜力。 第二部分：仿生机器人系统的建模与控制 本部分转向工程实践，详细阐述了构建和控制仿生机器人的核心技术难题。 动力学建模与仿真： 针对具有高度非线性、高维度自由度的仿生机器人，介绍了先进的动力学建模方法，包括拉格朗日法、牛顿-欧拉法以及考虑流体-结构耦合效应的计算方法。详细讨论了如何构建高保真度的仿真环境，用于验证和优化复杂的仿生运动学和动力学参数。 自适应与鲁棒控制策略： 鉴于仿生系统通常在非结构化环境中运行，本部分重点研究适应性控制理论。内容涵盖基于模型预测控制（MPC）的实时路径规划与轨迹优化、基于神经网络的在线参数辨识与控制律学习、以及如何设计能够有效应对外部扰动和自身参数不确定性的鲁棒控制架构。特别关注了如何将生物的“反射弧”概念融入到快速反应的低层控制中。 步态生成与运动规划： 针对多足和集群仿生机器人，深入分析了静态稳定裕度、动态平衡维持的判据。详细介绍了如何通过优化算法（如微分几何方法或基于采样的规划器）生成平滑、高效且适应地形变化的步态。对于集群系统，则着重探讨了去中心化的协调算法和信息共享机制，以实现群体智能行为。 第三部分：前沿应用领域与未来展望 本部分展示了仿生机器人技术在多个关键领域的突破性应用，并展望了未来的研究方向。 水下与空中仿生机器人的环境交互： 虽然本书不涉及特定的水下无人航行器控制技术，但深入探讨了仿生机器人在流体介质中高效运动的通用原理。例如，如何利用仿生鳍或鞭毛驱动实现高能效的机动性，以及在湍流环境中保持姿态稳定性的方法。在空中领域，则分析了对标鸟类和昆虫的扑翼飞行器在悬停、快速俯冲和高过载机动中的气动布局与控制挑战。 人机交互与康复工程： 探讨了具有仿生皮肤和柔性关节的机器人如何实现更自然、更安全的人机交互界面。在医疗康复领域，介绍了基于生物力学反馈的智能假肢设计，以及如何通过模仿健康肢体的运动模式来辅助患者进行功能恢复训练。 星际探索与极端环境作业： 讨论了仿生设计在应对极端地形（如火星表面、深海热液喷口）时的优势。例如，蛇形机器人的越障能力、蜘蛛机器人的攀爬策略，以及微型仿生机器人在复杂管道内部检测和维修中的应用潜力。 认知与决策的仿生架构： 展望了将神经科学中的学习和记忆机制应用于机器人自主决策的未来方向。讨论了如何构建模仿生物大脑信息处理流程的混合式认知架构，以提升机器人在不确定环境下的感知、推理和任务规划能力。 本书的撰写风格注重理论的严谨性与工程实践的结合，配以大量的案例分析和前沿研究成果引用，适合高等院校的本科生、研究生以及从事机器人、自动化、航空航天和生物工程等领域的研究人员和工程师参考阅读。

评分☆☆☆☆☆

这是一本能点燃你探索欲的佳作。我一直对海洋，尤其是那些不为人知的深海领域充满了幻想，而这本书就像一座桥梁，将我与那个神秘的世界连接了起来。它并没有简单地堆砌枯燥的技术名词，而是通过引人入胜的叙述，将水下无人航行器的研发和应用过程娓娓道来。读这本书，你会了解到这些“深海精灵”是如何被设计出来的，它们需要克服怎样的技术难题，又如何在复杂的海洋环境中执行任务。书中的一些案例分析非常精彩，比如关于水下观测站的建设、深海资源勘探以及海洋生物研究的应用，都让我看到了科技进步在推动人类认知海洋方面发挥的重要作用。我特别喜欢其中关于传感器技术的部分，了解了各种传感器是如何协同工作，为航行器提供准确的水下信息，从而实现精准的导航和探测。这本书不仅仅是技术科普，更是一种对人类智慧和探索精神的赞颂，让我对海洋科技的未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

一本关于海洋探索的好书，虽然我不是专业人士，但这本书的引人入胜之处在于它将深奥的科学原理用一种相对易懂的方式呈现出来。读这本书的时候，我仿佛置身于蔚蓝的深海之中，随着那些小巧而强大的无人航行器一同探险。书中对水下环境的描述非常生动，从海沟的幽暗神秘到珊瑚礁的斑斓多彩，都描绘得淋漓尽致。更让我惊叹的是，作者能够将复杂的控制算法和导航系统巧妙地融入到故事线中，让读者在了解技术的同时，也能感受到探索未知的激动与挑战。例如，书中关于声纳技术的章节，不仅仅是枯燥的参数堆砌，而是通过一个搜寻沉船的案例，让我们直观地了解到声纳是如何工作的，以及它在水下环境中的局限性和克服方法。还有对水下通信的探讨，在信息传播受限的环境下，如何保证航行器之间的协同工作，这其中的智慧和创新令人拍案叫绝。这本书不仅仅是关于技术，更是关于人类对未知世界的好奇心和征服自然的勇气，是一部激发人对海洋科学产生浓厚兴趣的优秀读物。

评分☆☆☆☆☆

读罢此书，心中对海洋深处的探索之情油然而生。这本书就像一个经验丰富的导游，带领我深入了解水下无人航行器的神奇世界。它不仅仅介绍了这些设备的外部形态，更重要的是，它深入浅出地解析了支撑这些设备运行的背后技术。从最初的设计构想到最终的成功部署，书中的叙述条理清晰，逻辑严谨。我特别欣赏书中对于水下通信和能源供给的探讨，这是水下航行器面临的两大挑战，书中对此的分析让我茅塞顿开，原来在没有GPS信号，且电能有限的水下，实现长时、高效的作业需要如此精妙的设计和算法。书中还穿插了一些引人入胜的实际应用案例，比如利用无人航行器进行海底地震监测、搜救失踪船只，以及记录珍稀海洋生物的生存状态。这些案例不仅展示了技术的实用性，更彰显了人类对海洋保护和科学研究的决心。这本书让我深刻体会到，科技的力量能够帮助我们触及人类难以到达的区域，并揭开海洋的神秘面纱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑为我打开了一扇了解海洋未知领域的新窗口。作为一个对海洋科学略有耳闻的爱好者，我一直对那些能够潜入我们视野之外的深海区域的设备充满好奇。这本书以一种既严谨又生动的方式，揭示了水下无人航行器背后的种种技术奥秘。它并非一本简单的科普读物，而是深入探讨了航行器的核心技术，包括其动力系统、通信方式、导航定位以及数据采集等方面。书中对不同类型的水下航行器（例如ROV、AUV）的介绍，让我对其功能和适用场景有了更清晰的认识。我尤其对书中关于水下环境建模和路径规划的章节感到着迷。在复杂多变的水下环境中，如何让航行器高效、安全地完成预定任务，这其中的算法和策略简直是智慧的结晶。读完这本书，我感觉自己对海洋探索的理解又上了一个台阶，也更加钦佩那些为深海科技发展默默奉献的科学家和工程师们。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的向导，带领我一步步深入了解水下世界的奥秘。我一直对海洋充满了好奇，尤其是那些潜入深海、执行各种任务的智能设备。这本书恰好满足了我这份好奇心。它详细介绍了水下无人航行器的设计理念、关键技术以及实际应用。我尤其对书中关于水下环境适应性的章节印象深刻。要知道，水下环境与陆地截然不同，高压、低温、弱光以及腐蚀性都对设备提出了严峻的考验。书中对于如何克服这些挑战，例如材料的选择、结构的优化以及动力系统的设计，都有非常详尽的阐述。读到这些部分，我才真正理解到建造一个能够在深海稳定运行的航行器是多么不容易。此外，书中还涉及了人工智能在水下航行器中的应用，例如自主避障、路径规划以及目标识别等。这些先进的技术让我想象到未来水下探索的无限可能。这本书的叙述方式非常专业，但又不失趣味性，让我这个门外汉也能从中获益良多，深刻体会到科技的力量。