基本信息
書名:探測.製導與控製專業導論
定價:34.90元
作者:聞新,硃莎莎,張婉怡,硃亞萍,張威
齣版社:國防工業齣版社
齣版日期:2015-03-01
ISBN:9787118100563
字數:
頁碼:189
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
《探測、製導與控製專業導論》是一本有關航天器控製係統設計的入門讀物,也是係統地介紹“探測、製導與控製”專業的先導教材。全書共10章,主要講述這個專業的知識體係結構、課程設置和各門課程之間的關係,讓讀者瞭解從進入大學到畢業實習等各個階段的課程安排;並對自動控製理論的發展現狀和相關科學傢事跡、航天器控製係統實驗颱、航天器自主與智能控製的應用情況、衛星導航原理及應用進行瞭詳盡地介紹;在此基礎上,還講述瞭慣性導航和製導原理、航天器姿態控製係統設計、航天器總體設計等知識。同時,《探測、製導與控製專業導論》還敘述瞭美英教育體製中與本專業相對應的專業,為以後有留學想法的學生提供指南性的指導。《探測、製導與控製專業導論》視角新穎、內容豐富,具有可以影響讀者一生的價值。
《探測、製導與控製專業導論》可作為高中生在麵臨選擇大學就讀專業時的參考資料,也是一本涉及航天知識的科普讀物,更是“探測、製導與控製專業”課程的參考教材。
目錄
章 緒論
1.1 “探測、製導與控製”的概念
1.1.1 對“專業”概念的理解
1.1.2 為什麼說“探測、製導與控製”是個很好的專業
1.1.3 專業術語介紹
1.2 透過“自動化”演變看“探測、製導與控製”的內涵
1.2.1 自動化專業的産生和演變過程
1.2.2 “探測、製導與控製”專業的産生
1.2.3 圖解“探測、製導與控製”專業兩個大的培養人纔方嚮
1.3 學科的知識結構
1.3.1 “控製科學與工程”學科(一級)的曆史
1.3.2 “導航、製導與控製”學科(二級)的特點
1.3.3 “導航、製導與控製”學科業務範圍
1.3.4 主要相關學科
1.4 “探測、製導與控製”專業學生的就業與齣國繼續深造
1.5 本專業、信息專業及自動化專業的關係
1.5.1 自動化專業與信息專業的關係
1.5.2 “探測、製導與控製”專業與自動化專業的關係
第2章 “探測、製導與控製”專業的知識結構體係
2.1 名稱解釋
2.2 一般工科課程的類型
2.2.1 通識課
2.2.2 基礎課
2.2.3 專業基礎課
2.2.4 專業課
2.2.5 選修課與必修課
2.3 “探測、製導與控製”專業的課程設置
2.3.1 “探測、製導與控製”專業的核心課程
2.3.2 “探測、製導與控製”專業的特色課程
2.3.3 “探測、製導與控製”專業的必修課程
2.3.4 “探測、製導與控製”專業的選修課程
2.4 探測製導與控製技術專業本科教學計劃安排
2.5 探測製導與控製技術專業教學內容的相關性
2.6 “探測、製導與控製”專業的知識體係構建
2.6.1 核心問題分析
2.6.2 控製係統的結構框圖分析
2.6.3 知識體係的構建與分析
第3章 自動控製的發展曆史及在航天器中的應用
3.1 我國古代自動控製裝置及其成就
3.2 經典控製理論的誕生和發展曆程
3.2.1 自動控製技術的早期發展
3.2.2 經典自動控製基本理論的發展簡史
3.2.3 曆史上的3本重要著作
3.3 現代控製理論的發展
3.4 智能控製理論的發展
3.4.1 遞階智能控製
3.4.2 專傢智能控製
3.4.3 模糊智能控製
3.4.4 神經網絡智能控製
3.4.5 學習控製係統
3.4.6 定性控製理論
3.4.7 遺傳算法與控製理論結閤
3.5 智能控製理論在航天器中的應用情況分析
3.5.1 自主和智能的概念
3.5.2 航天器的智能水平
3.5.3 應用的復雜度
3.5.4 任務操作功能
3.5.5 應用位置
3.5.6 任務類型
3.5.7 結論
第4章 認識慣導和製導
4.1 什麼是慣性製導
4.1.1 對導彈製導的要求
4.1.2 控製製導
4.1.3 慣性製導
4.2 彈道導彈的慣性製導
4.2.1 什麼是彈道
4.2.2 發射階段的慣性製導
4.2.3 熄火點速度的精度
4.2.4 在火箭中采用慣性製導
4.3 工作原理
4.4 坐標係和地球的影響
4.4.1 參考係
4.4.2 導航坐標係
4.4.3 參考點
4.4.4 初始對準
4.4.5 地球的影晌
4.4.6 重力加速度的定義及其與質量的關係
4.4.7 開普勒軌道
4.4.8 計算機的作用
4.4.9 地球形狀的影響
4.4.10 用重力校準加速度計
4.4.11 地球自轉的影晌
4.5 慣性敏感元件
4.5.1 陀螺儀
4.5.2 加速度計
4.6 慣性測量裝置
4.6.1 引言
4.6.2 穩定平颱
4.7 製導計算機
4.7.1 導航迴路
4.7.2 重復循環
4.7.3 製導計算
第5章 認識航天器控製係統
5.1 ACS的主要任務及功能
5.2 ACS的工作原理
5.3 姿態控製的技術手段
5.3.1 被動式
5.3.2 主動式
5.3.3 混閤式(半主動式)
5.3.4 3軸穩定
5.4 姿態控製係統的部件
5.4.1 力矩控製閉環迴路
5.4.2 推進器
5.4.3 磁力矩器
5.4.4 反作用輪
5.5 小結
第6章 航天器地麵仿真試驗颱
6.1 引言
6.2 平麵係統
6.3 鏇轉係統
6.3.1 桌麵型和傘型轉颱
6.3.2 啞鈴型轉颱
6.4 組閤係統
6.5 載人航天飛行
6.6 設備改進
6.7 小結
第7章 航天器設計過程
7.1 航天器基本設計方法
7.2 航天器的設計過程
7.3 航天器工程的設計極限
7.4 航天器總體設計實例
7.4.1 通信衛星
7.4.2 遙感衛星
7.4.3 天文觀測
7.4.4 行星探索
第8章 航天器組成
8.1 推進係統
8.1.1 軌道轉移
8.1.2 軌道和姿態控製
8.1.3 航天器推進技術
8.2 電源子係統
8.3 通信子係統
8.4 星上數據管理係統
8.5 熱控係統
8.6 結構子係統
8.7 小結
第9章 認識航天器測控及畢業實習
9.1 概述
9.2 航天測控網的組成
9.3 航天測控網的分類及係統特點
9.3.1 航天測控網的分類
9.3.2 航天測控網的特點
9.4 工作原理
9.5 測控網的節點
9.6 中國航天測控能力已經延伸至月球
9.7 當代大學生在海上測控網實習的感受
9.7.1 南航實習內容
9.7.2 學生實習日記的一覽
9.7.3 對畢業實習的若乾問題的認識與啓示
0章 衛星導航應用與北鬥杯
10.1 GPS衛星導航係統
10.1.1 GPS衛星導航係統的簡介
10.1.2 GPS衛星導航係統的現狀及發展趨勢
10.1.3 GPS現代化的設想
10.1.4 GPS-Ⅲ計劃
10.2 GLONASS衛星導航係統
10.2.1 GLONASS星座
10.2.2 地麵支持係統
10.3 歐洲“伽利略”衛星導航定位係統
10.4 “北鬥”衛星導航係統的狀況
10.4.1 “北鬥”衛星導航係統的發展曆程
10.4.2 “北鬥”二號導航係統的組成
10.4.3 “北鬥”二號導航係統的功能
10.4.4 “北鬥”衛星係統已獲國際認可
10.5 日本和印度的衛星導航係統
10.6 衛星導航係統在製導武器方麵的應用分析
10.7 衛星導航係統在製導武器方麵的應用模式
10.7.1 衛星製導技術的應用特徵概述
10.7.2 GPS/INS製導方式逐漸處於主導地位
10.7.3 GPS/INS組閤製導的方式
10.7.4 衛星導航在製導武器方麵應用的優缺點
10.8 衛星導航係統在民用領域的新穎應用
10.9 “北鬥杯”全國青少年科技創新大賽介紹
10.10 參賽作品範例
附錄 航天控製專業英語試讀
附錄A 導航技術發展曆程
附錄B 飛往崎嶇星球的導航之路
參考文獻
作者介紹
文摘
《探測、製導與控製專業導論》:
3.4.7遺傳算法與控製理論結閤
遺傳算法(GeicAlgorithm)作為一種解決復雜問題的有效方法,初是由美國密執安大學的約翰·霍蘭德教授於1975年提齣。遺傳算法的基本思想基於達爾文的進化論和孟德爾的遺傳學說。遺傳算法通過將問題轉換成由染色體組成的進化群體和對該群體進行操作的一組遺傳算子(基本的3個遺傳算子是復製、交叉和突變),通過“適者生存,不適者淘汰”的進化機製,經過“生成——評價——選擇——操作”的進化過程反復進行,直到搜索到優解為止。當前,遺傳算法用於自動控製主要是進行係統參數辨識、控製參數在綫優化、神經網絡中的學習等。雖然遺傳算法與控製理論的結閤有其突齣的特點,但是,由於它目前還不能滿足控製係統實時性的要求,所以影響瞭它的實際應用。
3.5智能控製理論在航天器中的應用情況分析
伴隨著網絡時代的到來,以計算機為基礎的人工智能技術和應用不斷深化和擴展。20世紀末,我國科學傢、“863”高技術倡導者楊嘉墀院士曾對發展航天器智能化設計和自主化設計進行瞭分析,並提齣瞭幾個關鍵技術領域:飛行器智能控製、自主導航和軌道控製、飛行器故障診斷與係統自重構等研究方嚮。經過近20多年的發展,人工智能技術在航天器中的應用不斷深化和擴展,從目前NASA網站材料分析看,智能技術在航天器中的應用模式主要包括“戰略、研發和應用”3個層麵。在《探測、製導與控製專業導論》參考的來自NASA的一份報告的數據中,分析瞭人工智能在航天器係統工程的應用情況,提齣瞭未來的發展建議。
3.5.1自主和智能的概念
關於智能技術在航天器中的應用主要包括兩種模式,即“自主模式”和“智能模式”,或者是兩者兼備(即“自主”和“智能”結閤的模式)。
自主航天器是指在沒有人參與的情況下,對外部的輸入做齣反應並執行任務操作。簡單地說,如果航天器的輸入信息是由操作環境自動生成,然後再做齣反應,這就是一個自主航天器。具有自主思維的航天器能夠針對外部環境做齣反應,並確定自身動作來達到任務目標。一個典型的例子就是自主科學實驗(Autonomous Sciencecraft Experiment,ASE),其2003年起就搭載在NASA地球觀測衛星1號上進行實驗。ASE軟件使E0一1能夠自主地檢測和響應,並利用分類算法對E0.1星載相機采集的圖像進行分析,自主檢測齣圖像的變化,然後自主地規劃其飛行任務。
……
序言
我一直對能夠解決實際問題、推動科技進步的學科充滿敬畏,探測、製導與控製無疑就是其中的佼佼者。看到【XH】 探測.製導與控製專業導論這本書名,我毫不猶豫地將其收入囊中,希望能藉此窺探這個神秘而強大的領域。這本書的魅力在於,它能夠將那些原本可能顯得枯燥乏味的理論知識,通過嚴謹的邏輯和生動的案例,變得鮮活起來。我特彆欣賞作者在闡述原理時,那種力求準確和嚴謹的態度,每一個公式、每一個推導都經過瞭仔細的斟酌,確保瞭知識的可靠性。但同時,它又不像一些學術專著那樣高高在上,而是非常貼近讀者的認知習慣,善於用通俗易懂的語言來解釋復雜的概念。尤其是在介紹製導和控製的實現方法時,書中穿插瞭大量的實際案例分析,讓我看到瞭理論是如何轉化為實際應用的,比如如何在復雜環境下實現精準的定位,如何設計齣能夠快速響應外部乾擾的控製係統等等。這些內容不僅拓寬瞭我的視野,更激發瞭我對未來科技發展的無限遐想。
評分這本書的標題確實挺吸引人的,【XH】 探測.製導與控製專業導論,一看就知道是那種深入探討技術細節的硬核讀物。我當時就想,這肯定是一本能讓我對這個領域有個係統性認識的書。我翻開目錄,看到裏麵涵蓋瞭從基礎理論到實際應用的方方麵麵,什麼傳感器原理、信號處理、導航算法、反饋控製係統等等,簡直是應有盡有。一開始我對“導論”這兩個字還抱有一點點猶豫,生怕它太淺顯,滿足不瞭我對深度知識的渴求。但很快,我就發現這種擔心是多餘的。作者在講解每個概念的時候,都非常嚴謹,既不會跳過關鍵步驟,也不會為瞭顯得高深而使用大量晦澀的術語。相反,他很擅長用類比和圖示來幫助我們理解那些抽象的概念,比如將復雜的控製迴路比作我們調節體溫的過程,讓我瞬間就get到瞭核心思想。而且,這本書的例子非常貼近實際,不是那種脫離實際的理論推演,而是能夠看到它在無人機、導彈、航天器等方麵的具體應用。這讓我覺得,這本書不僅能學到知識,更能激發我進一步探索的興趣。
評分拿到這本書的時候,我最期待的就是它能不能真正地“導論”清楚這個復雜而交叉的學科。我之前在一些零散的資料裏接觸過探測、製導和控製的一些概念,但總是感覺抓不住重點,缺乏一個整體的框架。這本書在這方麵做得非常齣色。它以一種非常係統化的方式,將這三個領域的核心知識進行瞭梳理和整閤。從最基礎的物理原理,到復雜的數學模型,再到實際的工程實現,邏輯鏈條非常清晰。我尤其喜歡它在解釋一些核心概念時,那種循序漸進、由淺入深的方式。它不會一下子拋齣很多術語,而是先從最基本的定義入手,然後逐步引入更復雜的概念,並通過大量的圖錶和例子來幫助讀者理解。比如,在講到反饋控製係統時,它會先從一個簡單的例子入手,解釋什麼是負反饋,為什麼需要反饋,然後逐步引入PID控製器等經典控製算法,並分析它們的優缺點。這種紮實的講解方式,讓我覺得這本書不僅僅是知識的堆砌,更是一種思維方式的引導。
評分讀完之後,我最大的感受就是這本書為我打開瞭一扇新的大門。之前我對探測、製導和控製這些概念,要麼是一知半解,要麼就是停留在一些模糊的印象中,總覺得它們是幾個獨立但又相互關聯的領域。然而,這本書的敘事方式非常有條理,它循序漸進地將這三個看似獨立的學科巧妙地編織在一起,讓我看到瞭它們之間不可分割的聯係。從最初對探測器的介紹,到如何利用探測到的信息進行製導,再到最終如何通過控製係統實現精確的目標。每一個環節的銜接都非常自然流暢,仿佛一個精密齒輪的咬閤,讓我深刻理解瞭整個體係的運作邏輯。特彆是在製導算法那一章節,我被裏麵各種精妙的數學模型和算法所震撼,也意識到要實現精準的製導,背後需要多麼強大的理論支撐。這本書的優點在於,它既有理論的深度,又不乏實踐的指導意義。它沒有止步於理論的闡述,而是深入到實際工程應用中的種種考量,例如如何處理環境乾擾、如何優化計算資源等等,這些都是在書本之外很難學到的寶貴經驗。
評分坦白說,我一開始是被封麵上那個簡潔而充滿科技感的字體吸引的。【XH】這幾個字母,加上“探測.製導與控製專業導論”這樣的標題,立刻就給我一種專業、嚴謹、高精尖的感覺。我本身就對工程技術領域有著濃厚的興趣,所以看到這本書的時候,就覺得這絕對是我正在尋找的那種能夠提升我專業素養的讀物。我比較喜歡那種既有理論高度,又有實際操作指導的書籍,而這本書恰好滿足瞭我的需求。它不僅詳細地闡述瞭探測、製導和控製的基本原理,還非常深入地探討瞭這些原理在實際工程中的應用。例如,在講述傳感器技術的時候,它不僅介紹瞭各種傳感器的類型和工作原理,還分析瞭它們在不同應用場景下的優缺點,以及如何根據具體需求進行選擇和設計。同樣,在製導算法方麵,它也介紹瞭多種主流算法,並對它們的性能和適用範圍進行瞭詳細的比較和分析。更讓我驚喜的是,書中還涉及到瞭許多實際工程中會遇到的問題,比如誤差的來源和處理、魯棒性設計、係統集成等,這些內容對於想要深入瞭解這個領域的人來說,無疑是極其寶貴的。
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