自主水下機器人

目錄
叢書前言一
叢書前言二
前言
1 自主水下機器人發(fā)展歷程 1
1.1 自主水下機器人概述 1
1.1.1 水下機器人的分類 1
1.1.2 自主水下機器人的特點 3
1.2 自主水下機器人的發(fā)展歷史 3
1.3 自主水下機器人研究現(xiàn)狀 6
1.3.1 國外自主水下機器人研究現(xiàn)狀 6
1.3.2 我國自主水下機器人研究現(xiàn)狀 15
1.4 自主水下機器人的發(fā)展趨勢 17
參考文獻 19
2 自主水下機器人總體技術 21
2.1 自主水下機器人系統(tǒng)組成和功能 21
2.2 自主水下機器人技術指標 23
2.3 自主水下機器人技術體系 26
2.4 自主水下機器人設計方法 33
2.5 自主水下機器人研制階段 35
參考文獻 37
3 自主水下機器人結構 38
3.1 自主水下機器人的結構形式和外形設計 38
3.1.1 自主水下機器人的結構形式 38
3.1.2 自主水下機器人的外形設計 41
3.2 自主水下機器人的結構設計 45
3.2.1 材料 45
3.2.2 耐壓結構設計 50
3.2.3 密封結構設計 56
3.2.4 防腐蝕設計 63
3.2.5 段連接結構設計 68
3.3 衡重計算和浮力狀態(tài) 69
3.3.1 衡重計算 69
3.3.2 衡重參數(shù)測量 71
3.3.3 深海浮力變化 73
參考文獻 75
4 自主水下機器人能源與推進 77
4.1 自主水下機器人能源 77
4.1.1 能源選擇原則 77
4.1.2 能源種類 80
4.1.3 鋰電池成組應用 91
4.2 自主水下機器人推進 92
4.2.1 概述 92
4.2.2 推進系統(tǒng) 94
4.2.3 螺旋槳 100
4.3 自主水下機器人的浮力調節(jié)系統(tǒng) 108
4.3.1 概述 108
4.3.2 “潛龍一號”自主水下機器人浮力調節(jié)系統(tǒng) 111
4.3.3 高精度雙向浮力調節(jié)系統(tǒng) 114
參考文獻 115
5 自主水下機器人電氣控制系統(tǒng) 117
5.1 電氣控制系統(tǒng)體系結構 117
5.1.1 集中式控制系統(tǒng) 117
5.1.2 集散式控制系統(tǒng) 117
5.1.3 分布式系統(tǒng) 121
5.2 雙總線系統(tǒng)混合組網(wǎng) 126
5.3 自主水下機器人通信 127
5.3.1 概述 127
5.3.2 自主水下機器人通信技術特點 130
5.3.3 以太網(wǎng)通信技術 131
5.3.4 光纖通信技術 131
5.3.5 水聲通信技術 132
5.3.6 無線電通信技術 134
5.3.7 衛(wèi)星通信技術 137
參考文獻 138
6 自主水下機器人導航技術 140
6.1 航位推算和慣性導航系統(tǒng) 141
6.2 無線電衛(wèi)星導航 142
6.3 聲學導航 142
6.4 地球物理導航 143
6.5 組合導航 144
6.5.1 地圖表示和環(huán)境要素提取 145
6.5.2 狀態(tài)估計問題 146
6.6 “潛龍”自主水下機器人組合導航 154
6.6.1 長基線組合導航應用實例 154
6.6.2 超短基線后處理應用 157
參考文獻 161
7 自主水下機器人路徑規(guī)劃 163
7.1 路徑規(guī)劃問題 163
7.2 路徑規(guī)劃技術 164
7.2.1 環(huán)境建模方法 164
7.2.2 路徑搜索算法 166
7.3 深海勘查型自主水下機器人路徑規(guī)劃 171
7.4 局部路徑規(guī)劃 172
7.4.1 環(huán)境建模方法 173
7.4.2 局部路徑規(guī)劃方法 173
7.5 “潛龍”系列自主水下機器人的路徑規(guī)劃 175
7.5.1 離線路徑規(guī)劃 176
7.5.2 在線路徑規(guī)劃 178
參考文獻 180
8 自主水下機器人運動控制 182
8.1 自主水下機器人控制系統(tǒng) 182
8.1.1 控制系統(tǒng)簡述 182
8.1.2 航行控制回路結構 183
8.1.3 推力分配 185
8.2 常用控制方法 189
8.2.1 PID控制 189
8.2.2 最優(yōu)控制 198
8.3 智能控制方法 200
8.3.1 滑?？刂?200
8.3.2 模糊控制 202
8.3.3 自抗擾控制 204
參考文獻 210
9 自主水下機器人安全控制 211
9.1 自主水下機器人安全控制系統(tǒng)基本組成 211
9.2 自主水下機器人應急安全系統(tǒng) 212
9.2.1 應急安全系統(tǒng)基本功能 212
9.2.2 應急安全系統(tǒng)基本組成 213
9.2.3 應急安全控制器 213
9.2.4 應急能源 213
9.2.5 拋載裝置 214
9.2.6 定位示位設備 215
9.3 “潛龍”系列AUVs應急安全系統(tǒng) 217
9.3.1 “潛龍”系列AUVs應急安全系統(tǒng)組成 217
9.3.2 “潛龍”系列AUVs應急安全系統(tǒng)工作流程 219
參考文獻 220
10 自主水下機器人布放回收 221
10.1 自主水下機器人布放回收現(xiàn)狀 222
10.1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 222
10.1.2 自主水下機器人回收捕獲技術 227
10.2 “潛龍一號”自主水下機器人布放回收方法 229
10.2.1 布放回收工具 229
10.2.2 布放方法 232
10.2.3 回收方法 234
10.3 滑道式收放裝置 237
10.4 吊臂式收放裝置 241
參考文獻 243
11 自主水下機器人應用 245
11.1 探測設備的種類和特點 246
11.1.1 探測設備的種類 246
11.1.2 探測設備的特點 250
11.2 探測數(shù)據(jù)分析與處理 250
11.3 自主水下機器人工程與應用 252
11.3.1 搜索型自主水下機器人 253
11.3.2 觀測型自主水下機器人 253
11.3.3 勘查型自主水下機器人 257
參考文獻 266
索引 267
彩圖