鱼雷控制系统计算机辅助分析设计与仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西北工业大学出版社

作者:徐德民 编

出品人:

页数:155

译者:

出版时间:2000-5

价格:14.00元

装帧:平装

isbn号码:9787561212066

丛书系列:

图书标签:

• 鱼雷控制系统
• 计算机辅助设计
• 仿真技术
• 控制工程
• 水下武器
• 系统分析
• 数值计算
• MATLAB
• 信号处理
• 自动控制

《海狼之脑：精密导航与战略部署的深度解析》 前言： 在波涛汹涌的深邃海洋中，潜艇如同沉默的猎手，而鱼雷，则是其致命的獠牙。一枚鱼雷的成功发射，绝非简单的机械操作，而是集成了尖端科技、精密计算与战略智慧的结晶。其背后，是一个复杂而高度智能化的控制系统在发挥着决定性的作用。本书《海狼之脑：精密导航与战略部署的深度解析》旨在揭示这一神秘系统的核心奥秘，带领读者深入理解鱼雷在现代海战中扮演的关键角色，以及实现其最大效能所需的严谨分析、创新设计与逼真仿真。 第一章：战场环境的感知——智能导航的基石 鱼雷的生命始于对战场环境的精准感知。本章将详细阐述鱼雷导航系统的发展历程与核心技术。我们将从最基础的惯性导航系统（INS）讲起，探讨陀螺仪、加速度计等关键部件的工作原理，以及它们如何为鱼雷提供不受外界干扰的航迹信息。在此基础上，，我们将深入分析声纳技术在鱼雷导航中的应用，包括主动声纳和被动声纳的探测原理、信号处理技术以及如何应对海洋环境中的噪声干扰。此外，本章还将介绍激光雷达（LiDAR）、磁力计等辅助导航手段，以及多传感器融合技术如何提升鱼雷在复杂水下环境中的定位精度与抗干扰能力。 惯性导航系统（INS）的进化： 从早期依赖机械陀螺的粗糙定位，到现代光纤陀螺（FOG）和环形激光陀螺（RLG）带来的高精度，INS技术为鱼雷提供了可靠的“自主记忆”。我们将详细解析其误差累积特性，以及如何通过校准与外部信息融合来弥补。 声纳技术的“听觉”： 剖析声波在水中的传播特性，解释不同频率声纳的工作范围与分辨率。详细介绍目标信号的提取、目标识别算法，以及如何区分友我目标与干扰。同时，我们将探讨先进的逆向声纳成像技术，以及其在水下态势感知中的作用。 水下地形匹配导航（TERCOM）： 当GPS信号无法触及时，鱼雷如何“认路”？本章将深入研究TERCOM技术，解析其工作流程：预先存储的海底地形图与实时采集的地形数据进行比对，从而实现高精度的水下定位。我们将探讨地形数据库的构建、匹配算法的优化以及地形数据的时效性问题。 多传感器融合的智慧： 单一传感器的局限性在复杂战场中尤为明显。本章将聚焦卡尔曼滤波（Kalman Filter）、粒子滤波（Particle Filter）等先进的状态估计算法，解释它们如何将INS、声纳、GPS（若有）、水压计等多种传感器的信息有机结合，构建出更全面、更准确的鱼雷自身状态模型和外部环境模型。 第二章：智能寻的与目标识别——“猎手”的火眼金睛 捕获目标是鱼雷的核心使命。本章将聚焦鱼雷的智能寻的与目标识别技术，揭示其如何从茫茫大海中锁定并区分敌方目标。我们将从被动声学导引头开始，解析其工作原理、回声跟踪、线性调频（）信号分析等技术。接着，我们将深入探讨主动声学导引头，分析其声波发射、目标回波处理以及如何在复杂声学环境下实现精确的目标定位。 被动声学导引头：聆听大海的心跳： 了解不同类型船舶产生的声学特征，如螺旋桨噪声、发动机噪声等。探讨如何通过频谱分析、方向图形成技术，将微弱的目标信号从背景噪声中分离出来，并预测目标运动轨迹。 主动声学导引头：主动出击的“声眼”： 解析主动声纳脉冲的发射模式、目标回波的接收与处理。重点介绍多普勒效应在目标速度测量中的应用，以及如何利用回波的时延与强度信息来构建目标的三维图像。 红外导引头：捕捉目标的“热量”： 对于浮出水面的目标，红外导引头提供了另一种有效的探测方式。本章将介绍红外探测器的类型、目标红外辐射特征，以及如何在干扰条件下进行目标识别和跟踪。 智能目标识别（TIR）：不仅仅是“看见”： 现代鱼雷的目标识别能力已远远超出简单的探测。我们将详细介绍基于机器学习的目标识别算法，如卷积神经网络（CNN）、支持向量机（SVM）等，以及它们如何通过分析目标的声学、光学或雷达特征，实现对目标的自动分类和辨识，有效规避误伤。 电子对抗与反电子对抗： 战场并非一片净土，敌方的电子干扰将对鱼雷的寻的系统构成严峻挑战。本章将分析常见的电子对抗措施，如诱饵、噪声干扰等，并探讨鱼雷系统如何通过频率捷变、自适应滤波等技术进行反干扰，确保任务的完成。 第三章：制导律设计与弹道控制——精准打击的艺术 一旦锁定目标，鱼雷便进入了严密的制导与控制阶段。本章将深入探讨各种制导律的设计原理与应用，以及如何通过精密的弹道控制，确保鱼雷能够以最优路径拦截目标。我们将从经典的比例导引律（Proportional Guidance）讲起，解析其基本思想、优缺点，以及在实际应用中的改进。 比例导引律（PG）的演进： 从静态目标到动态目标的制导，PG律经历了多次革新。我们将探讨比例导引律的改进型，如增加积分项（PIG）、增加微分项（PDG）等，以及它们如何提升制导精度和响应速度。 先进制导律：追逐与拦截的艺术： 深入研究更复杂的制导律，如纯比例导引律（Pure Proportional Guidance, PPG）、虚拟目标法（Virtual Target Method）等。分析这些制导律在应对高机动目标、协同打击等复杂场景下的优势。 自适应制导律：智能的“决策者”： 面对未知的或快速变化的战场环境，自适应制导律展现出强大的生命力。本章将介绍如何设计能够根据目标运动特性、自身状态以及外部干扰等因素，实时调整制导参数的自适应制导律。 弹道规划与优化： 鱼雷的航行路径并非直线。本章将探讨如何根据目标的位置、速度、航向以及鱼雷自身性能限制，规划出最优的攻击弹道。我们将涉及弹道优化算法，如最短时间到达、最小能量消耗等。 横滚与俯仰控制： 鱼雷在水中并非固定姿态航行。本章将分析鱼雷的横滚与俯仰运动模型，以及如何设计控制器来稳定鱼雷姿态，提高运动精度，并实现复杂的机动动作。 第四章：系统集成与仿真验证——从设计到实战的桥梁 再精妙的设计，也需要通过严格的验证才能确保其可靠性。本章将聚焦鱼雷控制系统的集成过程，以及仿真技术在分析、设计与优化中的关键作用。我们将详细阐述硬件与软件的集成策略，以及如何构建一个集成的仿真平台。 硬件在环（Hardware-in-the-Loop, HIL）仿真： 本章将重点介绍HIL仿真技术。它通过将真实的鱼雷控制硬件接入到模拟环境中，来验证控制算法在真实硬件上的表现。我们将解析HIL仿真的搭建流程、数据采集与分析方法，以及它在发现早期设计缺陷方面的重要性。 软件在环（Software-in-the-Loop, SIL）仿真： 在将控制算法移植到硬件之前，SIL仿真提供了一个低成本、高效率的验证平台。本章将介绍SIL仿真环境的构建，包括模型编写、仿真场景设计以及仿真结果的可视化。 三维战场仿真环境： 逼真的战场环境是仿真成功的关键。本章将探讨如何构建包括海洋动力学、声学传播、目标运动模型、干扰模型等在内的三维仿真环境。我们将介绍常用的仿真软件与工具，以及如何利用先进的渲染技术来提升仿真的真实感。 系统级集成与测试： 鱼雷控制系统并非孤立存在，它还需要与发射平台（如潜艇）的作战系统进行协同。本章将分析系统级集成的挑战，以及如何在仿真环境中进行协同测试，确保整个作战链条的顺畅。 实时性与可靠性分析： 在复杂的水下环境中，控制系统的实时性与可靠性至关重要。本章将探讨如何通过仿真分析来评估控制系统的时延、抖动以及在各种故障模式下的表现，从而为系统的鲁棒性设计提供依据。 第五章：未来展望与前沿技术——智能海战的新纪元 随着科技的飞速发展，鱼雷控制系统也在不断演进。本章将展望鱼雷控制系统的未来发展趋势，探讨新兴技术在其中的应用前景。我们将关注人工智能、大数据、量子计算等前沿技术，以及它们如何为下一代鱼雷系统注入新的活力。 深度学习在目标识别与决策中的应用： 探讨如何利用深度学习模型，实现更高级别的目标行为预测、意图识别，以及更智能的战术决策。 自主学习与自适应能力： 展望能够根据实际作战经验进行自主学习和优化的鱼雷系统，实现更强的环境适应性和任务执行能力。 网络化与协同作战： 探讨鱼雷如何融入更广泛的网络化作战体系，实现与其他武器平台的信息共享、协同打击，以及编队智能。 微型化与无人化： 随着无人技术的发展，微型化、模块化、集群化的鱼雷将成为未来发展的重要方向，它们将具备更高的部署灵活性和作战效能。 量子计算与仿真的潜力： 简要探讨量子计算在复杂物理仿真、大规模优化问题解决方面的潜在应用，以及它可能为鱼雷控制系统带来的革命性突破。 结语： 《海狼之脑：精密导航与战略部署的深度解析》是一次对现代鱼雷控制系统精密技术的深度探索。本书不仅梳理了现有技术的脉络，更着眼于未来的发展方向，为相关领域的研究者、工程师以及对海洋军事科技感兴趣的读者提供了一个全面而深入的视角。愿本书能够激发更多对海洋自主武器系统创新研究的热情，为维护国家安全和地区和平贡献力量。

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这本书在理论深度上的挖掘可以说是达到了一个惊人的高度，它并没有停留在对基础概念的简单罗列，而是深入到了许多前沿的、甚至可以说是教科书尚未完全覆盖的细分领域。作者似乎对整个学科的脉络了如指掌，每一个章节的逻辑推进都显得水到渠成，前后的知识点衔接得如同精密的机械咬合，毫无滞涩感。我尤其欣赏作者在处理那些高度抽象的数学模型时所展现出的清晰洞察力，他总能找到最贴合实际工程背景的解读方式，避免了纯粹的数学推导陷入晦涩难懂的泥潭。对于那些已经掌握了基础知识，渴望向更高层次迈进的工程师和研究生而言，这本书无疑提供了一个绝佳的攀登阶梯。它不是那种快餐式的速成指南，而是需要沉下心来，反复研读才能真正消化其精髓的学术巨著，这种挑战性本身就令人着迷。

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这本书的排版和印刷质量实在令人赞叹，拿到手时就感觉到了沉甸甸的质感，装帧设计也相当大气，一看就是经过精心打磨的作品。打开内页，字体清晰锐利，纸张的选用也十分考究，阅读起来非常舒适，长时间翻阅也不会觉得眼睛疲劳。特别是那些复杂的图表和公式，印刷得异常精准，线条和阴影的过渡自然流畅，这对于需要仔细对照图示理解深奥理论的读者来说，简直是福音。书中的插图和示意图不仅数量多，而且质量极高，很多抽象的概念通过这些精美的可视化内容得到了极大的简化，让人一目了然。这种对物理细节的重视，体现了出版方对知识传播的尊重，让人在阅读技术性内容时，心情也变得格外愉悦。总的来说，这本书的实体呈现效果，完全配得上其深厚的学术价值，是一本值得珍藏的工具书。

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阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验极其丰富的行业泰斗进行了一次沉浸式的实战培训。它最大的亮点在于其极强的实践指导性，理论的阐述从不脱离实际工程中的具体应用场景。书中的案例分析部分，简直是宝藏，它们并非凭空捏造的理想化模型，而是从真实项目遇到的复杂难题中提炼出来的精华。作者在分析每一个设计决策背后的权衡取舍时，展现出了惊人的工程直觉和丰富的项目经验，这一点是单纯的理论书籍无法比拟的。读完这些案例，我感觉自己仿佛亲手操作过那些复杂的系统，对“为什么这么设计”而不是“怎么这么设计”有了更深刻的理解。这种“知其所以然”的领悟，极大地增强了我解决实际问题的信心和能力，它真正架起了从书本知识到工程实践的桥梁。

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这本书的语言风格非常独特，它没有采用那种刻板、生硬的学术腔调，反而带有一种老派工程师特有的严谨与幽默并存的魅力。作者在阐述复杂概念时，往往能恰到好处地插入一些精炼的比喻或者历史背景的侧写，这不仅有效地降低了阅读的枯燥感，也使得知识点更容易被大脑接收和记忆。很多段落读起来，我甚至能想象到作者在讲述这些内容时的神态和语气，仿佛他就在我身边耐心指导。这种“人情味”浓厚的叙述方式，极大地拉近了读者与作者的距离，使得学习过程不再是单向的知识灌输，而更像是一场高质量的智力对话。这种温暖而又充满智慧的文字力量，是衡量一本技术著作是否卓越的重要标准之一。

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