机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制

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张平 著
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出版社: 国防工业出版社
ISBN:9787118073607
商品编码:29869241557
包装:精装
出版时间:2011-06-01

具体描述

基本信息

书名:机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制

定价:58.00元

作者:张平

出版社:国防工业出版社

出版日期:2011-06-01

ISBN:9787118073607

字数:

页码:

版次:1

装帧:精装

开本:16开

商品重量:0.581kg

编辑推荐


内容提要


国防科技图书出版工作是国防科技事业的一个重要方面。的国防科技图书既是国防科技成果的一部分,又是国防科技水平的重要标志。为了促进国防科技和武器装备建设事业的发展,加强社会主义物质文明和精神文明建设,培养科技人才,确保国防科技图书的出版,原国防科工委于1988年初决定每年拨出专款,设立国防科技图书出版基金,成立评审委员会,扶持、审定出版国防科技图书。

目录


主要参数表
章绪论
 1.1新型稳定平台系统的结构与特征
1.1.1 三自由度框架式结构
1.1.2 两自由度框架式结构
1.1.3速率陀螺式稳定平台
1.1.4捷联式稳定平台
 1.2新型稳定平台的控制系统与控制技术
1.2.1 新型稳定平台的控制技术
1.2.2 控制器的变化与关键技术
1.2.3 两轴结构的盲区与控制问题
 1.3红外/光电探测系统的新发展与应用
 1.4红外/光电探测在导引系统中的作用
1.4.1 导引头的小视场角
1.4.2导引系统工作原理
1.4.3 导引头控制系统设计要求
1.5本书讨论的问题
参考文献
第2章新型稳定平台的建模分析
2.1稳定平台结构形式与特点
2.1.1 三轴平台结构
2.1.2两轴平台结构
2.2三轴稳定平台建模与分析
2.2.1 三轴稳定平台的几个概念
2.2.2坐标系定义
2.2.3 坐标变换
2.2.4运动学关系
  ……
第3章 新型稳定平台的稳定与跟踪控制
第4章 稳定平台控制系统的现代设计方法
第5章 两轴稳定平台的盲区分析
第6章 极坐标稳定平台小视场角跟踪的预测控制
第7章 新型光电稳定平台在视觉导引中的应用

作者介绍


文摘


序言



机载、弹载视觉导引稳定平台:融合感知与稳态的精妙艺术 在现代军事技术飞速发展的浪潮中,精确制导和智能打击能力已成为衡量国家国防力量的重要标尺。而实现这一目标的核心要素之一,便是对高速运动目标进行精准捕捉并提供稳定观测或导引的平台技术。机载、弹载视觉导引稳定平台正是在这一背景下应运而生,它集成了先进的视觉感知技术与高度精密的伺服控制系统,旨在为飞行器和导弹提供如同“火眼金睛”般的稳定视野,实现对目标的持续锁定、精确识别,并最终引导武器完成高效毁伤。 本书旨在深入探讨机载、弹载视觉导引稳定平台的关键技术、系统设计、建模仿真以及控制策略。我们将从平台的基本构成出发,层层剖析其内在机理,并着重于理论与实践的结合,为读者提供一个全面而深入的理解框架。 第一章:引言与背景 本章将首先勾勒出机载、弹载视觉导引稳定平台的宏观图景,阐述其在现代军事体系中的战略意义和应用价值。我们将回顾历史上导引技术的发展脉络,重点分析视觉导引相较于其他导引方式(如雷达导引、红外导引)的独特优势,例如其在高分辨率成像、低成本、低截获概率等方面的突出表现。同时,也将探讨在复杂战场环境中,视觉导引所面临的挑战,如光照变化、大气干扰、目标伪装、以及载体高速运动带来的图像模糊与抖动等。在此基础上,本书将明确本书的研究范围和核心内容,为后续章节的学习奠定基础。 第二章:视觉导引基础理论 视觉导引的核心在于“看懂”世界。本章将深入讲解支撑视觉导引的各类基础理论。我们将从经典的图像处理技术入手,介绍图像增强、边缘检测、特征提取等算法,以应对复杂成像条件。随后,我们将聚焦于目标识别与跟踪技术。读者将了解到基于传统手工特征(如SIFT、SURF)和基于深度学习(如CNN)的目标检测与识别方法,以及各种跟踪算法(如卡尔曼滤波、粒子滤波、以及近些年兴起的基于深度学习的跟踪器)的原理与优劣。此外,本章还将探讨摄像机成像模型、三维重建基础、以及目标状态估计等关键概念,为理解平台如何从二维图像中获取三维空间信息提供理论支撑。 第三章:稳定平台设计与集成 稳定的“眼睛”是精确制导的基石。本章将详细阐述机载、弹载视觉导引稳定平台的设计理念与工程实现。我们将重点分析稳定平台的基本结构,包括万向节(Gimbal)结构的设计原则,如何通过多自由度轴承实现对载体运动的解耦。读者将了解到伺服电机、编码器、陀螺仪、加速度计等关键传感器的选型与集成策略,以及它们在稳定平台中的作用。平台与载体之间的接口设计、线缆管理、以及结构强度与刚度分析也将是本章的重点。我们还将讨论在不同载体平台(如飞机、无人机、导弹)上,稳定平台设计时需要考虑的特殊约束,例如空间限制、功耗、重量以及抗冲击能力等。 第四章:平台动力学建模 准确的动力学模型是实现精确控制的前提。本章将专注于建立机载、弹载视觉导引稳定平台的动力学模型。我们将从牛顿-欧拉方程出发,推导稳定平台各自由度关节的运动学方程和动力学方程。考虑到实际应用中的非线性特性,如摩擦、齿隙、电机参数的动态变化等,本章将引入多种建模方法,包括基于物理原理的建模(Physics-based modeling)和基于数据驱动的建模(Data-driven modeling)。我们将详细分析惯性力矩、科里奥利力、离心力等对系统动力学行为的影响。同时,对于装载摄像机、目标追踪传感器等有效载荷的建模,以及它们对平台整体动力学特性的耦合作用,也将进行深入探讨。 第五章:系统辨识与参数估计 实际系统的动力学模型往往存在不确定性。本章将介绍如何通过实验方法对平台的动力学参数进行辨识和估计。我们将讲解常用的辨识方法,包括瞬态响应法、频率响应法以及基于模型的参数估计方法。读者将了解到如何设计合适的激励信号,如何采集精确的实验数据,以及如何利用这些数据通过最小二乘法、最大似然法等算法来估计模型的关键参数,例如转动惯量、阻尼系数、摩擦系数等。本章还将讨论在线参数辨识技术,以应对在平台工作过程中参数可能发生的漂移。 第六章:视觉信息融合与运动补偿 从模糊到清晰,从跳跃到稳定,是视觉导引平台的核心使命。本章将深入探讨如何将视觉信息与平台运动状态进行融合,以实现目标的稳定跟踪。我们将讲解图像稳定(Image Stabilization)的技术原理,如何利用惯性测量单元(IMU)和图像信息来估计载体的运动,并补偿由此带来的图像抖动。目标跟踪算法的融入将是本章的重头戏,我们将分析如何将目标在图像中的位置信息与平台的姿态信息进行关联,并据此生成稳定化后的目标相对位置。我们将探讨各种融合策略,例如扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)等,在融合视觉信息和平台运动状态中的应用。 第七章:稳定平台控制策略 如何让稳定平台精准、快速、稳定地跟踪目标,是本书的核心技术挑战之一。本章将系统介绍机载、弹载视觉导引稳定平台的各种控制策略。我们将从经典的PID控制出发,分析其在稳定平台上的应用及其局限性。随后,我们将深入探讨更先进的控制方法,如滑模控制(Sliding Mode Control)、模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)、以及基于模型预测控制(Model Predictive Control)等。对于具有复杂动力学特性的平台,我们将重点介绍非线性控制技术,例如反馈线性化(Feedback Linearization)和自适应控制(Adaptive Control)。同时,我们还将讨论如何在存在模型不确定性、外部干扰和传感器噪声的情况下,设计鲁棒性强的控制系统。 第八章:解耦与运动补偿控制 高速运动的载体会给稳定平台带来巨大的外部干扰,直接影响跟踪精度。本章将重点研究如何实现平台运动的有效解耦和精确补偿。我们将深入分析平台在多自由度运动时的耦合效应,以及如何设计解耦控制器来降低这种耦合。对于载体本身的姿态和位置变化,我们将探讨如何利用IMU等传感器的数据,实时估计载体的运动状态,并将其作为补偿项引入到控制律中,从而抵消载体运动对稳定平台造成的影响。本章将结合仿真和实际案例,展示不同补偿策略的效果。 第九章:制导律设计与仿真分析 将稳定平台获取的精确目标信息转化为有效的制导指令,是实现精确打击的关键。本章将探讨与稳定平台配套的制导律设计。我们将分析不同类型的制导律,例如比例导引律(Proportional Navigation, PN)、比例导引增强律(Augmented Proportional Navigation, APN)等,并分析它们与视觉导引稳定平台相结合时的性能特点。本章还将重点介绍如何利用仿真平台(如MATLAB/Simulink, Gazebo等)对整个机载、弹载视觉导引稳定系统进行建模和仿真。我们将通过详细的仿真案例,验证不同控制策略和制导律的有效性,并评估系统在各种典型工况下的性能表现,包括跟踪精度、响应速度、鲁棒性等。 第十章:工程实现与实验验证 理论模型最终需要落到实际应用中。本章将讨论机载、弹载视觉导引稳定平台在工程实现过程中需要考虑的实际问题,包括硬件选型、软件开发、系统集成调试等。我们将分享一些在实际项目中遇到的挑战和解决方案,例如传感器噪声的处理、实时计算的优化、以及电磁兼容性等问题。此外,本章还将介绍如何设计和进行实验验证,以评估平台的实际性能。读者将了解到如何布置实验场景,如何设计测试方案,以及如何对实验结果进行科学分析,从而为系统的优化和改进提供依据。 第十一章:未来发展趋势与挑战 展望未来,机载、弹载视觉导引稳定平台技术将朝着更加智能化、自主化、小型化的方向发展。本章将探讨当前该领域面临的前沿研究方向,例如深度学习在目标识别、跟踪与控制中的更深层次应用,如端到端(End-to-End)的学习方法;增强现实(AR)技术在战场态势感知中的融合;以及微型化、低功耗的高性能稳定平台设计等。同时,我们也将分析该技术在未来发展中可能遇到的新挑战,例如在极端环境下的感知能力提升、大规模分布式协同跟踪、以及人工智能伦理与安全问题等。 本书力求以严谨的学术态度、清晰的逻辑结构、以及丰富的工程实践经验,为读者提供一份关于机载、弹载视觉导引稳定平台的深度解析。无论是航空航天工程领域的专业人士,还是对智能控制与目标制导技术感兴趣的研究者和学生,都能从中获得宝贵的知识和启发。

用户评价

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这是一本让我觉得“学有所值”的书。《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》以其详实的内容和清晰的逻辑,成功地将我带入了一个我之前几乎一无所知的技术领域。 在“建模”部分,作者对于“平台”本身的物理特性进行了详尽的分析。他详细介绍了不同类型稳定平台(如单轴、双轴、三轴)的结构特点,以及它们的机械限制和性能指标。我之前一直以为只要是“稳定”就好,但作者让我了解到,不同的稳定平台设计,其抗扰动能力、精度和响应速度都有显著差异。 在“视觉导引”的讲解中,作者特别关注了“图像畸变”的校正。他详细阐述了镜头畸变(如径向畸变、切向畸变)的产生原因,以及如何利用相机标定技术来校正这些畸变。这让我意识到,我们平时看到的清晰图像,背后是经过了多么精密的数学处理。 关于“控制”的章节,作者对“模糊控制”的讲解非常深入。他详细阐述了模糊逻辑的“模糊化”、“模糊推理”和“解模糊”三个过程,并用生动的例子展示了如何将人的经验知识转化为模糊规则,从而实现对复杂系统的控制。这让我看到了人工智能在控制领域应用的巨大潜力。 书中非常注重对“模型精度”的讨论。作者指出,模型的准确性直接影响到控制系统的性能,并详细分析了各种可能导致模型误差的因素。他提出了一系列提高模型精度的策略,例如采用更复杂的模型、利用实验数据进行辨识等。 我尤其欣赏作者在书中对“参数辨识”的详细阐述。他介绍了多种参数辨识算法,并分析了它们在不同应用场景下的适用性。这让我明白了,如何通过合理的方法来获取和辨识模型的参数,是实现精确控制的关键。 此外,书中还对“多传感器信息融合”进行了深入的探讨。作者详细介绍了如何将来自视觉传感器、惯性测量单元、雷达等不同传感器的数据进行融合,以获得更全面、更精确的平台状态信息。他列举了多种信息融合算法,并分析了它们各自的优缺点。 整本书的语言风格严谨而富有条理,公式的推导详细清晰,图表的运用也恰到好处。作者的讲解方式使得读者能够逐步深入,并从基础概念理解到复杂算法的应用。 这是一本对于想要深入理解“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这项技术的读者来说,极具价值的书籍。它不仅提供了扎实的理论基础,更结合了实际应用中的考量,是一本不可多得的参考书。

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这本《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》以其深厚的理论基础和广阔的应用前景,让我对现代科技的进步有了全新的认识。我一直认为,“稳定平台”听起来就很高大上,但这本书却用一种非常系统且接地气的方式,将其背后的原理一一揭示。 在“建模”部分,作者首先详细介绍了“机载”和“弹载”平台在结构上的差异,以及这些差异如何影响其动力学特性。他从基础的力学原理出发,建立了平台的运动学和动力学模型,并详细分析了惯性力、科里奥利力等对平台姿态稳定性的影响。我之前只知道“惯性”,但通过作者的讲解,才真正理解了惯性在保持物体运动状态方面的重要性,以及如何利用它来设计稳定平台。 让我印象深刻的是,作者在讲解“视觉导引”时,不仅仅停留于图像的识别,而是深入探讨了如何利用视觉信息来精确地估计平台的位姿。他详细介绍了多种视觉测量技术,如基于特征点的匹配、基于深度学习的场景理解等,并分析了它们在不同环境下的优缺点。这让我明白,原来“看见”并不仅仅是接收光线,更是一个复杂的信息处理和推断过程。 在“控制”章节,作者对“PID控制”的讲解尤为细致。他不仅给出了PID控制器的数学表达式,更重要的是,他深入分析了比例、积分、微分参数的物理意义,以及它们对系统响应速度、稳定性和稳态误差的影响。作者还分享了一些实用的PID参数整定方法,这对于初学者来说,无疑是非常宝贵的指导。 此外,书中对“自适应控制”的探讨也让我眼前一亮。作者指出,在实际应用中,系统的模型参数可能会发生变化,传统的固定参数控制器可能无法保证最优性能。而自适应控制则能够实时地调整控制参数,以适应系统参数的变化。他通过具体的实例,展示了自适应控制在提高系统鲁棒性和跟踪能力方面的优势。 书中对于“仿真实验”的运用也恰到好处。作者提供了大量的仿真结果图表,直观地展示了不同模型和控制器设计下的系统性能表现。这使得我能够通过数据来理解理论知识,并对各种方法的优劣有了更清晰的认识。 我尤其欣赏书中关于“误差分析”的章节。作者详细分析了在视觉导引和稳定控制过程中可能出现的各种误差来源,例如传感器的噪声、模型的近似误差、计算的截断误差等。然后,他提出了如何通过有效的误差补偿和滤波技术来降低这些误差的影响,从而提高系统的整体精度。 整本书的语言风格专业且流畅,作者善于将复杂的概念以清晰易懂的方式呈现出来。他会在关键的地方进行详细的推导和解释,并辅以丰富的图表和公式,这使得读者能够更好地理解和掌握书中的内容。 这是一本真正能够帮助读者深入理解“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这一复杂技术领域的优秀著作。它不仅提供了扎实的理论基础,更结合了实际应用中的考量,是一本不可多得的参考书。

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这本书就像一本精心打磨的工具书,它没有华丽的辞藻,却充满了实在的内容。《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》让我对“视觉导引”和“稳定平台”这两个概念有了全新的、更深入的理解。 作者在“建模”部分,特别强调了“辨识”的重要性。他详细介绍了如何从实际系统中提取数据,然后通过数理统计和辨识算法,构建出准确的系统模型。我之前一直认为模型是凭空想象出来的,但这本书让我明白,模型的准确性很大程度上依赖于对真实系统特性的充分认识和测量。作者对于不同辨识方法的讲解,比如最小二乘法、系统辨识的迭代方法等,都让我觉得非常实用。 在“视觉导引”的讲解中,作者特别提到了“特征点匹配”的技术。他详细阐述了不同特征点检测算子(如SIFT、SURF)的原理,以及如何利用这些特征点在不同图像帧之间进行匹配,从而实现目标的跟踪和位姿估计。我之前以为“跟踪”就是看着目标一直走,但现在我知道,这里面涉及到复杂的图像配准和几何变换。 关于“稳定平台”的“控制”部分,作者对“滑模控制”的讲解令我印象深刻。他解释了滑模控制的“滑模面”概念,以及如何通过设计切换律来保证系统状态沿着滑模面运动,从而实现对扰动的鲁棒性。这种“硬切换”的控制方式,与传统的PID控制有很大的不同,给我带来了新的启发。 书中非常注重对于“不确定性”的处理。作者指出,在实际的机载和弹载环境中,模型和外部干扰都存在着不确定性。他详细探讨了如何通过各种先进的控制技术,如鲁棒控制、自适应控制等,来提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。这让我明白,一个真正优秀的控制系统,必须能够应对各种预料之外的情况。 我尤其欣赏作者在书中对“实时仿真”的讨论。他强调了在设计和验证控制系统时,进行实时仿真的重要性。通过实时仿真,可以模拟真实环境下的系统行为,并及时发现和修正设计中的问题。这让我意识到,理论研究最终需要通过实践来检验。 此外,书中还对“信息安全”在视觉导引系统中的重要性进行了初步的探讨。虽然这不是本书的核心内容,但作者的提及让我意识到,在日益数字化的今天,如何保护关键技术的安全性也同样重要。 这本书的语言风格严谨而专业,公式的推导清晰严密,图表的呈现也简洁明了。虽然内容偏向于技术性,但作者的讲解方式使得读者能够逐步深入,并从中获得深刻的理解。 这本书为我提供了宝贵的知识和启示,让我对“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这项技术有了更加全面和深入的认识。我非常推荐这本书给有志于在该领域深入研究的读者。

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这是一本真正让我感到“有料”的书。在翻开《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》之前,我对“机载”、“弹载”这些词汇的联想,更多的是停留在影视作品中的一些模糊印象。然而,这本书却用一种非常扎实且富有逻辑的方式,将我带入了这项复杂技术的真实世界。 作者在开篇就对“视觉导引”进行了非常细致的剖析,他没有直接跳到高深的算法,而是从最基本的光学原理讲起,比如光的传播、成像原理,以及不同传感器(CCD、CMOS、红外等)的工作机制。我之前一直以为相机就是相机,但看了这本书才明白,原来在导弹或者飞机上使用的视觉系统,其设计和选型需要考虑如此多的因素,例如分辨率、帧率、视场角、动态范围等等。 紧接着,书中对“稳定平台”的建模部分,让我深刻理解了“稳定”并非易事。作者详细介绍了姿态角的定义,以及它们在三维空间中的运动规律。他用一个生动的例子,将姿态解耦的过程比作分解一个复杂的舞蹈动作,需要将整体动作分解成若干个简单的基本动作。而对于平台的动力学建模,作者则从牛顿第二定律出发,逐步引入了惯性力、科力、科里奥利力等概念,并详细阐述了它们对平台稳定性的影响。这些物理概念的清晰讲解,让我能够更好地理解后续的控制策略。 让我尤为惊叹的是,作者在讲解“控制”部分时,并没有简单地介绍几种控制器的公式,而是花了大篇幅来分析不同控制方法的设计思路和适用场景。例如,在介绍PID控制器时,他不仅仅给出了比例、积分、微分的定义,更深入地探讨了参数整定对系统性能的影响,以及如何避免超调和震荡。对于一些更复杂的控制方法,如自适应控制和模型预测控制,作者也通过详细的原理推导和仿真结果分析,展示了它们在应对系统变化和非线性特性时的优势。 这本书的一个突出优点是,它非常注重理论与实践的结合。作者在讲解完模型和控制器的设计之后,会紧接着讨论如何将这些理论成果转化为实际的应用。例如,他会分析在实际的机载和弹载平台中,可能遇到的硬件限制、计算资源限制以及通信延迟等因素,并探讨如何在这种条件下优化控制器的设计。这种贴合实际的讨论,让我觉得这本书的内容非常具有参考价值。 另外,书中对“建模误差”的分析也让我受益匪浅。作者指出,任何数学模型都只是对真实世界的近似,因此,在进行系统设计时,必须充分考虑模型的不确定性。他详细分析了各种误差来源,比如传感器的噪声、执行器的非线性、环境的扰动等,并探讨了如何通过鲁棒控制等方法来提高系统的稳定性。 我特别喜欢书中关于“抗干扰能力”的讨论。在军事应用领域,如何让平台在受到外部干扰时依然能够保持准确的导引和稳定,是至关重要的。作者通过对比不同控制策略在面对突发干扰时的表现,展示了如何通过精心的控制设计来最大限度地降低干扰的影响。 整本书的语言风格非常专业严谨,但又不会过于晦涩。作者善于使用图表和公式来清晰地表达复杂的概念,并且在关键的地方会进行详细的解释和说明。这使得即使是对该领域不太熟悉的读者,也能逐步理解书中的内容。 总的来说,《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》是一本集学术性、实用性、前瞻性于一体的优秀著作。它为我打开了一个全新的技术视角,让我对现代军事装备的智能化和精确化有了更深刻的认识。我强烈推荐这本书给所有对工程技术、自动化控制、航空航天领域感兴趣的读者。

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这是一本让我沉浸其中,甚至忘记了时间的书籍。我一直认为,技术类的书籍往往是晦涩难懂的,充斥着枯燥的公式和专业术语,但《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》却打破了我的固有认知。作者在处理如此专业且复杂的课题时,展现出了惊人的洞察力和沟通能力,仿佛他预知了每一个潜在的困惑点,并提前准备好了清晰的解答。 书中在讨论“建模”部分时,作者引入了一个非常巧妙的类比,将复杂的物理系统分解成一个个我们日常生活中的简单模型。例如,他用一个荡秋千的比喻来解释系统的固有频率和阻尼效应,我一下子就明白了为什么有些系统在受到外部扰动时会产生持续的振荡,而有些则能迅速恢复平衡。这种从宏观到微观,再回到宏观的讲解方式,让我能够建立起对整个系统从感性到理性的认识。 让我印象深刻的是,作者在讲解“视觉导引”的实际应用时,不仅仅停留在理论层面,而是通过大量的案例分析,展示了这项技术是如何在真实场景中发挥作用的。他描述了无人机在复杂地形下如何利用视觉信息进行自主导航,以及导弹在末端如何通过识别地面目标来修正弹道,以克服外部干扰。这些生动的场景描述,让我深刻体会到了这项技术在提升装备性能和自主性方面的重要性,也让我对未来科技的发展充满了期待。 书中关于“稳定平台”的论述更是让我大开眼界。我一直以为只要有陀螺仪就能实现稳定,但作者却详细阐述了陀螺仪、加速度计、磁力计等多种传感器的协同工作原理,以及如何利用这些信息来补偿由于平台运动、环境扰动等带来的误差。他特别强调了“卡尔曼滤波”的应用,并用通俗易懂的方式解释了它是如何融合多传感器数据,从而实现更精确的姿态估计。这让我意识到,所谓的“稳定”背后,是无数精密计算和算法的支撑。 在“控制”部分,作者并没有一味地罗列各种控制算法,而是根据不同的应用场景和性能需求,对各种控制策略进行了深入的分析和比较。他详细讲解了PID控制在简单系统中的优势,也深入探讨了更高级的滑模控制和自适应控制在处理非线性、时变系统时的强大能力。我特别喜欢他对每种控制方法优缺点的细致分析,以及它们在实际应用中可能遇到的挑战。这让我明白,没有最好的控制算法,只有最适合特定场景的控制算法。 此外,书中还对“建模误差”和“控制器鲁棒性”这两个关键问题进行了深入的探讨。作者指出,任何模型都无法百分之百地反映真实世界,因此,如何设计出能够容忍模型误差的控制器,是实现系统稳定和可靠运行的关键。他通过一些具体的例子,展示了当模型参数发生变化时,不同控制器性能的变化情况,这让我对控制系统的鲁棒性有了更深刻的认识。 值得一提的是,作者在书中还对人工智能技术在视觉导引和稳定控制领域的应用前景进行了展望。他提到了深度学习在目标识别和跟踪方面的巨大潜力,以及如何利用强化学习来优化控制器的设计。这些前瞻性的思考,让我看到了这项技术在未来发展的无限可能性,也激发了我对相关领域进一步学习的兴趣。 这本书的排版设计也十分用心,大量的图表和插图不仅美化了版面,更重要的是起到了辅助理解的作用。每一个公式的推导都配有详细的文字说明,每一个图例的绘制都力求清晰直观。我能够感受到作者在编写过程中,时刻站在读者的角度,力求将复杂的知识以最易于接受的方式呈现出来。 这本书给我最大的收获,不仅仅是知识的增长,更是思维方式的启发。它教会了我如何从一个宏观的系统角度去分析问题,如何将复杂的工程问题分解成若干个可控的子问题,以及如何运用数学工具和工程原理去解决它们。这对于我今后的学习和工作都将产生深远的影响。 我非常庆幸能够读到这样一本集深度、广度、易懂性于一体的优秀著作。它不仅为我打开了通往“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这一专业领域的大门,更让我领略到了科学研究的严谨与魅力。我强烈推荐给所有对现代科技感兴趣,尤其是对自动化、控制工程、航空航天领域有志于深入了解的读者。

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这本《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》真是让我眼前一亮,作为一名对航空航天领域有着浓厚兴趣的普通读者,我之前对于“视觉导引”和“稳定平台”这两个概念虽然有所耳闻,但总觉得它们是高高在上的技术术语,离我的生活很遥远。然而,这本书以一种出乎意料的清晰和易懂的方式,为我打开了一扇通往这扇技术大门。 首先,作者在开篇就对“机载”和“弹载”这两种应用场景进行了细致的阐述,让我深刻理解了视觉导引技术在无人机、导弹等装备上的重要性。我一直以为导弹发射出去就只能靠惯性导航,没想到现在竟然能通过“看”来修正航向,这简直就像给导弹装上了眼睛,想想就觉得非常震撼。作者没有直接抛出复杂的公式,而是通过大量的实例和类比,将抽象的物理概念具象化。比如,他将稳定平台的陀螺仪比作一个技艺精湛的杂技演员,即使地面在晃动,他也能保持身体的平衡,这种生动的比喻让我一下子就抓住了核心思想。 接着,书中对“视觉导引”的原理进行了深入浅出的讲解。我原本以为“视觉”就是像人一样看东西,但作者解释了其中的奥秘,包括图像采集、特征提取、目标跟踪等一系列过程。他详细地介绍了不同类型的视觉传感器,以及它们在不同环境下的优缺点。例如,当飞机在云层中飞行时,如何依然能够准确地识别地面目标,或者在光照条件不佳的情况下,如何保证图像的清晰度和准确性。这些细节让我对“眼睛”的进化和智能化有了全新的认识。 最让我印象深刻的是,作者在讲解“建模”部分时,并没有一上来就堆砌大量的数学方程。而是从最基本的物理原理出发,逐步建立起平台的动力学模型、运动学模型以及视觉传感器的模型。他详细分析了各种干扰因素,比如风、振动、机身姿态变化等,是如何影响平台的稳定性的。我特别喜欢他关于“欧拉角”和“四元数”的讲解,虽然我不是数学专业出身,但在他的图文并茂的解释下,我竟然能够理解它们在描述三维空间姿态时的差异和优劣。这种循序渐进的教学方式,让我感觉自己真的在一步步地掌握这项复杂的技术。 然后,“控制”部分更是让我叹为观止。作者介绍了 PID 控制、模糊控制、自适应控制等多种控制策略,并且详细分析了它们在稳定平台上的应用。我之前只知道PID控制在工业上很常见,但没想到它竟然能如此精妙地应用到高速飞行的弹载平台上,实现对微小误差的精确补偿。书中还提到了模型预测控制(MPC),这是一种更高级的控制方法,能够在考虑未来一段时间内系统状态变化的基础上做出最优控制决策。作者通过仿真实验的截图和数据分析,直观地展示了不同控制算法的性能表现,让我直观地感受到了控制理论的强大力量。 另外,书中对于“建模与控制”之间相互作用的讨论也非常精彩。作者并没有将建模和控制割裂开来,而是强调了良好的模型是实现有效控制的基础,而控制器的设计也反过来会影响模型的准确性和适用性。他举例说明,如果模型对扰动的建模不准确,那么即使是最优的控制器也无法达到预期的稳定效果。反之,如果控制器对模型的鲁棒性不足,那么在面对未知的干扰时,系统就会出现大幅度的震荡。这种辩证的思维方式,让我对整个系统的设计有了更全面的理解。 从读者角度来说,我非常欣赏作者在书中对于一些前沿技术方向的探讨。比如,他提到了将深度学习技术应用于视觉导引,通过训练神经网络来识别和跟踪目标,这为未来的发展指明了方向。他还讨论了如何提高系统的抗干扰能力和信息融合能力,使得平台能够在更复杂的环境下保持稳定和精确。这些内容虽然有些超出了我目前的理解范围,但却激起了我对未来技术发展的无限遐想,让我看到了科学技术的无限可能性。 这本书的图表和插图也非常丰富,这对于理解复杂的数学模型和控制原理至关重要。每一张图都精心设计,清晰地展示了相关概念。我特别喜欢书中关于传感器布局和执行器安装的示意图,它们帮助我直观地理解了平台的物理结构。此外,书中还引用了大量的参考文献,这对于想要深入研究的读者来说,无疑是一份宝贵的资源。我能够感受到作者在整理和撰写这本书时付出的巨大心血。 虽然我是一名普通读者,但通过阅读这本书,我对于“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这个我之前完全陌生的领域,建立起了一个初步但清晰的认识。我明白了这项技术并非是单纯的硬件堆砌,而是融合了光学、机械、电子、计算机科学、控制理论等多个学科的综合性成果。它不仅仅是军事装备的关键技术,更在民用领域有着广阔的应用前景,例如无人机航拍、自动驾驶汽车等。 总而言之,这本《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》是一本非常优秀的科普读物,它以严谨的态度,清晰的逻辑,生动的语言,为读者打开了一扇通往高科技领域的大门。即使您不是专业人士,只要您对这项技术充满好奇,相信您也能从中受益匪浅。我非常推荐给所有对航空航天、机器人技术、自动控制等领域感兴趣的朋友们。

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读完《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》,我最大的感受就是:原来我们身边有这么多看不见的“眼睛”在默默地工作。这本书以一种极为详尽和严谨的方式,揭开了“视觉导引”和“稳定平台”这两个高科技名词背后的奥秘。 在“建模”部分,作者对“视觉导引”的原理进行了非常深入的剖析。他从最基础的光学原理讲起,如光的传播、成像,以及不同类型传感器的成像机制。我之前以为相机就是相机,但看了这本书才明白,原来在军用领域,对图像传感器的要求是如此之高,比如在极端的温度、振动和光照条件下,如何保证图像的清晰度和准确性。作者还详细介绍了图像预处理的各种技术,如去噪、增强、畸变校正等,这些都是实现精准导引的基础。 对于“稳定平台”的“建模”,作者则从基础的力学原理出发,建立了平台的运动学和动力学模型。他详细分析了平台在受到外部扰动时,如风、振动、以及自身运动时产生的惯性力、科里奥利力等,这些因素是如何影响平台的姿态的。作者还对不同类型的稳定平台进行了比较分析,例如单轴、双轴、三轴稳定平台,它们各自的优缺点以及适用场景。这让我对“稳定”这个概念有了更深刻的理解,原来它并非仅仅是“不动”,而是通过复杂的动态补偿来实现的。 在“控制”章节,作者对“PID控制”的讲解尤为细致。他不仅给出了PID控制器的数学表达式,更重要的是,他深入分析了比例、积分、微分参数的物理意义,以及它们对系统响应速度、稳定性和稳态误差的影响。作者还分享了一些实用的PID参数整定方法,这对于初学者来说,无疑是非常宝贵的指导。 此外,书中对“自适应控制”的探讨也让我眼前一亮。作者指出,在实际应用中,系统的模型参数可能会发生变化,传统的固定参数控制器可能无法保证最优性能。而自适应控制则能够实时地调整控制参数,以适应系统参数的变化。他通过具体的实例,展示了自适应控制在提高系统鲁棒性和跟踪能力方面的优势。 我尤其欣赏作者在书中对“信息融合”的强调。无论是机载还是弹载平台,往往需要融合来自多个传感器的数据,以获得更全面、更准确的状态信息。作者详细阐述了如何利用如卡尔曼滤波、粒子滤波等技术,将来自视觉传感器、惯性测量单元、GPS等不同来源的信息进行有效的融合,从而提升系统的整体性能。 整本书的语言风格专业严谨,公式的推导清晰严密,图表的呈现也简洁明了。作者的讲解方式使得读者能够逐步深入,并从中获得深刻的理解。 这是一本真正能够帮助读者深入理解“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这项复杂技术领域的优秀著作。它不仅提供了扎实的理论基础,更结合了实际应用中的考量,是一本不可多得的参考书。

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这本书《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》在我看来,是一部关于“智能眼睛”如何让“飞行器”精准飞行的百科全书。作者以一种极其系统和严谨的方式,将这个复杂的领域呈现在读者面前。 在“建模”部分,作者对“视觉导引”的原理进行了非常细致的阐述。他从最基础的光学成像原理讲起,逐步深入到图像的获取、预处理、特征提取以及目标识别和跟踪。我之前对“目标识别”的理解非常模糊,但作者通过讲解SIFT、SURF等特征点匹配算法,以及基于深度学习的图像识别技术,让我明白了“看见”并不仅仅是接收光线,更是一个复杂的信息处理和推断过程。他特别强调了在不同光照条件、遮挡和背景干扰下,如何保证图像信息的准确性。 对于“稳定平台”的“建模”,作者则从基础的力学原理出发,建立了平台的运动学和动力学模型。他详细分析了平台在受到外部扰动时,如风、振动、以及自身运动时产生的惯性力、科里奥利力等,这些因素是如何影响平台的姿态的。作者还对不同类型的稳定平台进行了比较分析,例如单轴、双轴、三轴稳定平台,它们各自的优缺点以及适用场景。这让我对“稳定”这个概念有了更深刻的理解,原来它并非仅仅是“不动”,而是通过复杂的动态补偿来实现的。 在“控制”章节,作者对“PID控制”的讲解尤为细致。他不仅给出了PID控制器的数学表达式,更重要的是,他深入分析了比例、积分、微分参数的物理意义,以及它们对系统响应速度、稳定性和稳态误差的影响。作者还分享了一些实用的PID参数整定方法,这对于初学者来说,无疑是非常宝贵的指导。 此外,书中对“自适应控制”的探讨也让我眼前一亮。作者指出,在实际应用中,系统的模型参数可能会发生变化,传统的固定参数控制器可能无法保证最优性能。而自适应控制则能够实时地调整控制参数,以适应系统参数的变化。他通过具体的实例,展示了自适应控制在提高系统鲁棒性和跟踪能力方面的优势。 我尤其欣赏作者在书中对“信息融合”的强调。无论是机载还是弹载平台,往往需要融合来自多个传感器的数据,以获得更全面、更准确的状态信息。作者详细阐述了如何利用如卡尔曼滤波、粒子滤波等技术,将来自视觉传感器、惯性测量单元、GPS等不同来源的信息进行有效的融合,从而提升系统的整体性能。 整本书的语言风格专业严谨,公式的推导清晰严密,图表的呈现也简洁明了。作者的讲解方式使得读者能够逐步深入,并从中获得深刻的理解。 这是一本真正能够帮助读者深入理解“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这项复杂技术领域的优秀著作。它不仅提供了扎实的理论基础,更结合了实际应用中的考量,是一本不可多得的参考书。

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这本书的标题《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》本身就预示着其内容的深度和专业性。然而,当我真正开始阅读时,却发现作者以一种非常系统且易于理解的方式,将这个复杂的领域呈现在我面前。 在“建模”部分,作者对“视觉导引”的原理进行了非常细致的阐述。他从光学成像的基本原理讲起,逐步深入到图像的获取、处理和分析。我之前对“图像识别”的理解非常肤浅,但作者通过讲解特征提取、目标匹配等技术,让我明白了“看见”背后的复杂逻辑。他特别强调了在不同光照条件、遮挡和背景干扰下,如何保证图像信息的准确性。 对于“稳定平台”的“建模”,作者则从基础的力学原理出发,建立了平台的运动学和动力学模型。他详细分析了平台在受到外部扰动时的响应特性,并引入了如惯性力、科里奥利力等概念,让我对平台“为什么会动”以及“如何保持稳定”有了更清晰的认识。作者还对不同类型的稳定平台进行了比较分析,这对于理解其适用性和局限性非常有帮助。 在“控制”章节,作者对“模型预测控制”(MPC)的深入讲解,让我耳目一新。他详细阐述了MPC的核心思想,即通过预测系统未来的行为来生成最优的控制指令。作者通过图示和实例,清晰地展示了MPC在处理约束条件和优化性能方面的优势,这让我看到了先进控制技术在提升系统智能化水平方面的巨大潜力。 书中非常注重对“辨识”和“估计”的讨论。作者指出,在实际应用中,模型的参数往往是未知的,需要通过实验数据进行辨识。同时,传感器的测量也存在噪声,需要通过滤波和估计算法来获得更准确的状态信息。他详细介绍了如最小二乘法、卡尔曼滤波等常用方法,并分析了它们在不同场景下的适用性。 我特别欣赏作者在书中关于“鲁棒性”的讨论。他指出,在实际的机载和弹载环境中,系统往往会受到各种不可预知的干扰。因此,如何设计出能够抵御干扰的控制器,是保证系统可靠运行的关键。作者提出了多种提高系统鲁棒性的策略,例如采用增益调度、滑模控制等。 整本书的语言风格专业严谨,公式的推导清晰严密,图表的呈现也简洁明了。作者的讲解方式使得读者能够逐步深入,并从中获得深刻的理解。 这是一本对于想要深入理解“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这项技术的读者来说,极具价值的书籍。它不仅提供了扎实的理论基础,更结合了实际应用中的考量,是一本不可多得的参考书。

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这本书的标题《机载 弹载 视觉导引稳定平台的建模与控制》本身就充满了科技感,当我真正阅读起来,发现它名副其实。作者以一种极其系统和严谨的方式,为我们展示了这项复杂技术的方方面面。 书中在介绍“视觉导引”部分,对图像处理的流程进行了非常详尽的介绍。从图像的采集,到预处理(如去噪、增强),再到特征提取(如边缘检测、角点检测),以及最终的目标识别和跟踪。作者并没有简单地罗列算法,而是深入地分析了每一步背后的原理,以及在不同应用场景下的选择考量。例如,在面对复杂背景时,如何选择更有效的特征提取方法,或者在目标尺度变化较大时,如何保证跟踪的鲁棒性。 对于“稳定平台”的“建模”部分,作者的讲解层次分明。他先从基本物理定律出发,构建了平台的惯性模型和动力学模型。然后,再考虑了外部干扰因素,如风力、气流等,并将其纳入模型中。我尤其欣赏作者对“姿态传感器”的介绍,详细解释了陀螺仪、加速度计等如何测量平台的姿态,以及它们各自的优缺点和误差特性。这让我明白了,一个看似简单的“稳定”背后,是多么复杂的传感器融合和误差补偿过程。 在“控制”章节,作者对于“模型预测控制”(MPC)的深入讲解,令我印象深刻。他清晰地阐述了MPC的核心思想,即在考虑系统未来一段时间内的动态行为的基础上,生成最优的控制指令。虽然MPC的数学模型相对复杂,但作者通过直观的图示和例子,让我能够理解它的工作原理,以及它在处理约束条件和多目标优化方面的优势。这让我看到了未来先进控制技术的发展方向。 书中的一大亮点是,它不仅仅局限于理论的阐述,还非常注重实际工程应用中的考量。例如,作者在讨论“建模误差”时,会深入分析在实际工程中可能遇到的各种不确定性,如传感器参数的漂移、执行器性能的衰减等。然后,他会提出相应的解决方案,比如采用鲁棒控制、自适应控制等方法来提高系统的可靠性。 我特别欣赏作者在书中对“信息融合”的强调。无论是机载还是弹载平台,往往需要融合来自多个传感器的数据,以获得更全面、更准确的状态信息。作者详细阐述了如何利用如卡尔曼滤波、粒子滤波等技术,将来自视觉传感器、惯性测量单元、GPS等不同来源的信息进行有效的融合,从而提升系统的整体性能。 此外,书中还对“实时性”和“计算效率”在控制系统设计中的重要性进行了深刻的讨论。他指出,在高速运动的弹载平台上,控制器的计算速度至关重要,否则将无法及时响应系统的变化。作者探讨了如何在保证控制精度的前提下,优化算法的计算复杂度,以满足实时性的要求。 整本书的结构清晰,逻辑严谨,语言专业但不失可读性。作者善于用图表和公式来阐述复杂的概念,并且会给出详细的解释,使得读者能够逐步理解。这本对于想要深入了解“机载 弹载 视觉导引稳定平台”这项技术的读者来说,绝对是一本不可多得的宝藏。

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