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船舶动力定位系统原理
作者：徐海祥，冯辉 等
出版社：国防工业出版社
出版时间：2016-12-01
ISBN：9787118112214
定价：¥56.00
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内容简介
《船舶动力定位系统原理》系统全面地论述了船舶动力定位系统的原理及其关键技术。全书一共分为6辛，第章概述了船舶动力定位系统的定义、发展历程及工作原理。第2章详细介绍了船舶动力定位系统的数学模型，包括船舶动力学和运动学模型，以及包括风、浪、流在内的环境力计算模型。第3章介绍了传感器系统，并侧重介绍了包括卡尔曼滤波、非线性无源滤波、H∞滤波和渐消记忆滤波在内的状态估计方法，在此基础上对各种滤波算法的参数设置及性能进行了实验仿真研究。第4章介绍了船舶动力定位控制系统，包括传统PID控制、LQ控制、智能模糊控制等，并对其控制性能进行了实验仿真与结果分析。第5章从推进器模型出发，介绍了推力分配系统中的推力损失机理及计算方法、推力分配原理及方法，并对推力分配方法进行了实验仿真。第6章介绍了船舶动力定位能力分析相关的知识，并进行了具体的案例分析。《船舶动力定位系统原理》是在总结船舶动力定位领域国内外新的著作和科研成果的基础上，结合作者及所在科研团队多年积累的丰富教学、科研及项目开发经验，倾心撰写的具有较高参考意义和价值的著作。《船舶动力定位系统原理》可以作为船舶与海洋工程专业在校本科生或研究生的教学参考书，也可供从事船舶与海洋工程领域的科研人员、工程技术人员使用，同样适用于对船舶动力定位技术感兴趣的其他专业技术人员。
作者简介
暂缺《船舶动力定位系统原理》作者简介
目录
第1章 绪论
1．1 船舶动力定位系统的定义
1．2 船舶动力定位系统的发展历程
1．2．1 船舶动力定位系统的由来
1．2．2 船舶动力定位系统的发展
1．3 船舶动力定位系统的介绍
1．3．1 船舶动力定位系统的组成
1．3．2 船舶动力定位系统的功能
1．3．3 船舶动力定位系统的工作原理
1．4 船舶动力定位系统的分级
1．4．1 船级符号
1．4．2 设备的配置
参考文献
第2章 数学模型
2．1 船舶运动数学模型
2．1．1 坐标系及其转换关系
2．1．2 船舶六自由度数学模型
2．1．3 船舶平面运动线性数学模型
2．1．4 风浪中的船舶操纵运动数学模型
2．2 环境力模型
2．2．1 环境载荷方向角的定义
2．2．2 风载荷模型
2．2．3 流载荷模型
2．2．4 波浪载荷模型
参考文献
第3章 传感器系统及状态估计
3．1 传感器系统
3．1．1 常用传感器介绍
3．1．2 传感器数据预处理与数据融合
3．2 状态估计原理
3．2．1 概述
3．2．2 状态估计的研究现状
3．3 状态估计中的船舶数学模型
3．3．1 环境力模型
3．3．2 低频运动数学模型
3．3．3 高频运动数学模型
3．3．4 测量模型
3．3．5 非线性运动数学模型
3．3．6 非线性运动模型状态空间形式
3．4 卡尔曼滤波
3．4．1 卡尔曼滤波原理
3．4．2 卡尔曼滤波器设计
3．5 自适应滤波
3．5．1 渐消记忆滤波
3．5．2 H∞鲁棒滤波
3．6 非线性无源滤波
3．6．1 数学模型
3．6．2 状态估计方程
3．6．3 误差动态特性方程
3．6．4 增益矩阵
3．7 仿真实例与结果分析
3．7．1 仿真实验方案
3．7．2 仿真结果与分析
参考文献
第4章 动力定位控制
4．1 PID控制算法
4．1．1 PID控制原理
4．1．2 数字PID控制算法
4．2 线性二次型（LQ）最优控制算法
4．2．1 最优控制原理
4．2．2 LQ控制器设计
4．3 反步积分控制算法
4．3．1 反步积分理论基础
4．3．2 反步积分控制器设计
4．4 模糊控制算法
4．4．1 模糊控制系统的基本结构
4．4．2 模糊控制器设计
4．5 变海况下的混合切换控制器设计
4．5．1 海况等级划分
4．5．2 混合切换控制系统
4．6 仿真实例与结果分析
4．6．1 PID控制器仿真与分析
4．6．2 LQ控制器仿真与分析
4．6．3 反步积分控制器仿真与分析
4．6．4 模糊控制器仿真与分析
4．6．5 变海况下的混合切换控制器仿真与分析
参考文献
第5章 推力优化分配
5．1 推进器模型
5．1．1 主推进器
5．1．2 槽道推进器
5．1．3 全回转推进器
5．1．4 吊舱推进器
5．2 推力损失
5．2．1 轴向流引起的推力损失
5．2．2 主推和全回转推进器横向流引起的推力损失
5．2．3 侧推横向流引起的推力损失
5．2．4 波浪引起的推力损失
5．2．5 推进器一船体干扰引起的推力损失
5．2．6 侧推进口形状、格栅及槽道引起的推力损失
5．2．7 推进器一推进器之间的干扰引起的推力损失
5．2．8 降低推力损失的措施
5．3 推力优化分配模型
5．3．1 等式约束
5．3．2 不等式约束
5．3．3 目标函数
5．4 推力优化分配问题求解
5．4．1 广义逆法
5．4．2 增广拉格朗日乘子法
5．4．3 线性二次规划法
5．5 推力分配策略
5．5．1 快速转向推进器的应用
5．5．2 偏值
5．6 仿真实例与结果分析
5．6．1 常规推进器仿真与分析
5．6．2 快速转向推进器仿真与分析
5．6．3 基于二次推力分配的偏值方法仿真与分析
参考文献
第6章 动力定位能力分析
6．1 动力定位能力曲线的描述
6．2 动力定位能力曲线的计算
6．2．1 环境载荷计算
6．2．2 推进器推力分配
6．2．3 动力定位能力曲线的计算与分析
参考文献
1．1 船舶动力定位系统的定义
1．2 船舶动力定位系统的发展历程
1．2．1 船舶动力定位系统的由来
1．2．2 船舶动力定位系统的发展
1．3 船舶动力定位系统的介绍
1．3．1 船舶动力定位系统的组成
1．3．2 船舶动力定位系统的功能
1．3．3 船舶动力定位系统的工作原理
1．4 船舶动力定位系统的分级
1．4．1 船级符号
1．4．2 设备的配置
参考文献
第2章 数学模型
2．1 船舶运动数学模型
2．1．1 坐标系及其转换关系
2．1．2 船舶六自由度数学模型
2．1．3 船舶平面运动线性数学模型
2．1．4 风浪中的船舶操纵运动数学模型
2．2 环境力模型
2．2．1 环境载荷方向角的定义
2．2．2 风载荷模型
2．2．3 流载荷模型
2．2．4 波浪载荷模型
参考文献
第3章 传感器系统及状态估计
3．1 传感器系统
3．1．1 常用传感器介绍
3．1．2 传感器数据预处理与数据融合
3．2 状态估计原理
3．2．1 概述
3．2．2 状态估计的研究现状
3．3 状态估计中的船舶数学模型
3．3．1 环境力模型
3．3．2 低频运动数学模型
3．3．3 高频运动数学模型
3．3．4 测量模型
3．3．5 非线性运动数学模型
3．3．6 非线性运动模型状态空间形式
3．4 卡尔曼滤波
3．4．1 卡尔曼滤波原理
3．4．2 卡尔曼滤波器设计
3．5 自适应滤波
3．5．1 渐消记忆滤波
3．5．2 H∞鲁棒滤波
3．6 非线性无源滤波
3．6．1 数学模型
3．6．2 状态估计方程
3．6．3 误差动态特性方程
3．6．4 增益矩阵
3．7 仿真实例与结果分析
3．7．1 仿真实验方案
3．7．2 仿真结果与分析
参考文献
第4章 动力定位控制
4．1 PID控制算法
4．1．1 PID控制原理
4．1．2 数字PID控制算法
4．2 线性二次型（LQ）最优控制算法
4．2．1 最优控制原理
4．2．2 LQ控制器设计
4．3 反步积分控制算法
4．3．1 反步积分理论基础
4．3．2 反步积分控制器设计
4．4 模糊控制算法
4．4．1 模糊控制系统的基本结构
4．4．2 模糊控制器设计
4．5 变海况下的混合切换控制器设计
4．5．1 海况等级划分
4．5．2 混合切换控制系统
4．6 仿真实例与结果分析
4．6．1 PID控制器仿真与分析
4．6．2 LQ控制器仿真与分析
4．6．3 反步积分控制器仿真与分析
4．6．4 模糊控制器仿真与分析
4．6．5 变海况下的混合切换控制器仿真与分析
参考文献
第5章 推力优化分配
5．1 推进器模型
5．1．1 主推进器
5．1．2 槽道推进器
5．1．3 全回转推进器
5．1．4 吊舱推进器
5．2 推力损失
5．2．1 轴向流引起的推力损失
5．2．2 主推和全回转推进器横向流引起的推力损失
5．2．3 侧推横向流引起的推力损失
5．2．4 波浪引起的推力损失
5．2．5 推进器一船体干扰引起的推力损失
5．2．6 侧推进口形状、格栅及槽道引起的推力损失
5．2．7 推进器一推进器之间的干扰引起的推力损失
5．2．8 降低推力损失的措施
5．3 推力优化分配模型
5．3．1 等式约束
5．3．2 不等式约束
5．3．3 目标函数
5．4 推力优化分配问题求解
5．4．1 广义逆法
5．4．2 增广拉格朗日乘子法
5．4．3 线性二次规划法
5．5 推力分配策略
5．5．1 快速转向推进器的应用
5．5．2 偏值
5．6 仿真实例与结果分析
5．6．1 常规推进器仿真与分析
5．6．2 快速转向推进器仿真与分析
5．6．3 基于二次推力分配的偏值方法仿真与分析
参考文献
第6章 动力定位能力分析
6．1 动力定位能力曲线的描述
6．2 动力定位能力曲线的计算
6．2．1 环境载荷计算
6．2．2 推进器推力分配
6．2．3 动力定位能力曲线的计算与分析
参考文献
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