海洋运载器运动建模_付明玉王元慧王成龙编著.pdf

前言本书是作者多年来有关海洋运载器运动建模与仿真方面的教学和科学研究经验的积累和总结，同时吸收了国内外相关的重要参考文献的精华，力求反映当今该领域的新思想、新观，点、新动态和新的技术及学术水平，直接面向船舶海洋工程类、船舶运动控制类相关本科生和研究生的课堂教学，同时兼顾船舶与海洋工程相关科研人员的实际应用。本书从船舶概论入手，介绍船舶的基础概念，使读者具有一定的船舶基础知识。从理论上先推导出海洋装置六自由度运动方程，从六自由度模型进一步得到水平面运动方程和垂直面运动方程，并给出稳定性和操纵性分析，最后给出了几个海洋运载器数学模型的应用案例。模拟器用船舶六自由度运动模型、全垫升气垫船四自由度运动模型等，使读者更好、更深入、更彻底地掌握海洋运载器的运动建模及应用方法。全书包括以下内容：第1章，船舶概论，介绍船形与尺度、浮性、稳性、操纵性、耐波性、舵桨基本概念、舵水动力性能数学模型等：第2章，运动学模型，介绍数学模型建模方法、海洋运载器建模常用的6种坐标系统、运动变量、坐标旋转变换、运动学模型的推导等：第3章，海洋运载器动力学模型，介绍惯性矩阵与惯量主轴、刚体动量和动量矩、平移三自由度动力学模型、旋转三自由度动力学模型、六自由度运动动力学模型、动力学模型的矢量表达、六自由度动力学模型的简化等：第4章，流体动力分析，介绍了作用在海洋运载器上力、静力(恢复力和力矩)、流体惯性力和流体黏性力、水动力泰勒展开、水动力的矢量描述、水动力系数的无因次等：第5章，海洋运载器运动应用数学模型，介绍了六自由度运动非线性数学模型、船舶定位下的六自由度运动线性模型、水平面三自由度运动数学模型、水平面横移和摇艏二自由度运动线性数学模型、单自由度运动数学模型、垂直面三自由运动数学模型、横移-横摇-首摇三自由度运动模型等：第6章，介绍了螺旋推进器的水动力性能数学模型，螺旋桨的几何特性、螺旋桨的敞水工作特性、螺旋桨与船体间的相互作用、螺旋桨之间的相互作用等；第7章，水平面运动方程，介绍了水平面非线性运动方程、水平面线性运动方程、水平面水动力系数分析、水平面回转运动分析、水平面运动稳定性分析等：第8章，垂直面运动方程，介绍了垂直面非线性运动方程、垂直面线性运动方程、垂直面水动力系数分析、垂1