自主式深海着陆车电子书

前言

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 海洋研究的意义

1.3 海洋研究的挑战

1.4 海洋探测装备概述

1.4.1 海洋探测装备分类

1.4.2 海洋探测装备作业模式

1.5 履带式深海探测装备

1.5.1 履带式深海探测装备发展现状

1.5.2 履带式深海探测装备作业方式

1.5.3 关于深海探测装备发展的几点思考

第二章 自主式深海着陆车结构与系统设计

2.1 引言

2.2 自主式深海着陆车需求分析

2.3 自主式深海着陆车结构设计

2.3.1 底盘结构设计

2.3.2 框架结构设计

2.3.3 密封舱体设计

2.3.4 抛载系统设计

2.3.5 防腐防污设计

2.4 自主式深海着陆车稳定性分析

2.4.1 耐压浮力材料

2.4.2 衡重状态分析

2.4.3 综合稳定性分析

2.5 自主式深海着陆车能源与动力

2.5.1 能源类型

2.5.2 能源设计

2.5.3 动力驱动设计

2.6 自主式深海着陆车电控系统设计

2.6.1 体系架构及硬件设计

2.6.2 软件系统设计

2.6.3 水面显控系统设计

2.7 自主式深海着陆车系统集成与测试

2.7.1 系统集成

2.7.2 系统测试

第三章 自主式深海着陆车水动力分析与外形优化

3.1 引言

3.2 自主式深海着陆车流体阻力分析

3.3 计算流体力学原理

3.3.1 建立控制方程

3.3.2 初始及边界条件

3.3.3 划分计算网格

3.3.4 控制方程离散化

3.3.5 求解及后处理

3.3.6 常用的CFD计算软件

3.4 外形优化设计方法

3.4.1 优化设计的数学模型

3.4.2 试验设计方法

3.4.3 近似模型方法

3.4.4 优化求解算法

3.5 自主式深海着陆车水动力性能分析

3.5.1 数值模型建立

3.5.2 水阻力及其功率预报

3.5.3 流场性能分析

3.6 自主式深海着陆车外形优化设计

3.6.1 优化模型建立

3.6.2 试验与近似模型构建

3.6.3 优化求解

第四章 自主式深海着陆车潜浮运动与着底特性研究

4.1 引言

4.2 水下机器人运动分析理论基础

4.2.1 水下机器人运动学模型

4.2.2 水下机器人动力学模型

4.2.3 水下机器人运动简化模型

4.3 自主式深海着陆车水动力模型参数辨识

4.3.1 水动力数学模型

4.3.2 水动力仿真计算

4.4 自主式深海着陆车潜浮运动与配载优化

4.4.1 潜浮运动过程分析

4.4.2 潜浮姿态调节关系

4.4.3 潜浮运动配载优化

4.5 自主式深海着陆车着底冲击特性研究

4.5.1 着底冲击理论模型

4.5.2 着底运动状态分析

4.5.3 着底特性仿真分析

第五章 自主式深海着陆车爬行运动研究

5.1 引言

5.2 自主式深海着陆车地面力学特性

5.2.1 接地比压分布规律

5.2.2 行驶阻力计算分析

5.3 自主式深海着陆车运动特性分析

5.3.1 虚拟仿真样机建模

5.3.2 爬坡性能仿真分析

5.3.3 驱动扭矩仿真分析

5.3.4 越障性能仿真分析

5.4 自主式深海着陆车黑箱运动建模

5.4.1 黑箱运动模型分析

5.4.2 粒子群优化的支持向量机模型

5.4.3 模型预测性能分析

第六章 自主式深海着陆车路径规划方法研究

6.1 引言

6.2 路径规划技术方法

6.2.1 环境建模方法

6.2.2 全局路径规划

6.2.3 局部路径规划

6.2.4 路径规划算法融合

6.3 海底作业环境获取

6.3.1 全局环境获取方法

6.3.2 局部环境获取方法

6.3.3 海底环境数据预处理

6.4 自主式深海着陆车二维路径规划

6.4.1 海底二维环境建模

6.4.2 CB-RRT*全局路径规划算法

6.4.3 SE-DWA局部路径规划算法

6.4.4 混合路径规划分析

6.5 自主式深海着陆车三维路径规划

6.5.1 海底抽象建模与路径生成规则

6.5.2 运动能耗模型

6.5.3 蚁群算法路径规划

6.5.4 仿真与分析

第七章 自主式深海着陆车跟踪控制方法研究

7.1 引言

7.2 跟踪控制器设计方法

7.2.1 路径跟踪控制方法

7.2.2 轨迹跟踪控制方法

7.2.3 控制器参数自整定策略

7.3 自主式深海着陆车路径跟踪控制

7.3.1 深海着陆车运动学模型

7.3.2 变参数蚁群算法路径规划

7.3.3 基于AWMPC的路径跟踪控制

7.3.4 路径规划与跟踪性能仿真分析

第八章 自主式深海着陆车应用与展望

8.1 引言

8.2 自主式深海着陆车可搭载的作业设备

8.2.1 水体参数探测设备

8.2.2 电磁探测设备

8.2.3 声学探测设备

8.2.4 光学成像探测设备

8.2.5 水下作业工具

8.3 自主式深海着陆车作业应用

8.3.1 海洋生物科学研究

8.3.2 海洋地质科学研究

8.3.3 海洋水文环境观测

8.3.4 深海极端环境观测

8.3.5 深海矿产资源调查

8.3.6 海底地震活动监测

8.3.7 海底管线监测与维护

8.3.8 深海考古探寻打捞

8.3.9 深海军事应用

8.4 自主式深海着陆车研究展望

8.4.1 自主化智能化

8.4.2 集群化协同化

8.4.3 功能化服务化