水下定位与导航技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社（图书发行部）（新时代出版社）

作者:田坦

出品人:

页数:151

译者:

出版时间:2007-9

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787118052244

丛书系列:

图书标签:

• 学术
• 水下定位
• 水下导航
• 惯性导航
• 声学定位
• 多普勒测速
• SLAM
• 水下机器人
• 海洋工程
• 信号处理
• 控制技术

智能制造中的前沿材料与工艺创新 图书简介 本书聚焦于当前智能制造领域对高性能、多功能材料和先进制造工艺的迫切需求，旨在系统梳理和深入探讨支撑新一代工业革命的关键技术进展。全书内容紧密围绕“创新驱动”和“应用导向”两大核心理念展开，全面覆盖了从基础材料设计理念到复杂系统集成的多层次技术体系。 第一部分：智能制造中的高性能结构与功能材料 本部分将详尽阐述为应对极端工况（如超高温、高腐蚀、高载荷）和实现特定功能（如电磁屏蔽、自修复、生物相容性）而开发的新型材料体系。 第一章：先进复合材料的结构设计与性能调控 本章深入探讨了碳纤维增强复合材料（CFRP）、陶瓷基复合材料（CMC）以及金属基复合材料（MMC）在航空航天、高端装备制造中的应用基础。重点分析了界面设计对宏观力学性能的决定性影响，包括纤维/基体界面键合机制、增韧理论以及纳米增强粒子在基体中的均匀分散技术。内容涵盖了通过多尺度模拟预测复合材料在疲劳和蠕变条件下的寿命评估模型，以及层合板的损伤容限设计方法。 第二章：增材制造（3D打印）专用金属材料的冶金学基础 针对选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造工艺的特点，本章详细阐述了高熵合金、超细晶/纳米晶结构金属、以及难熔金属合金（如铌、钼基合金）的材料设计原则。讨论了快速凝固过程中微观组织演变对材料性能的影响，包括残余应力控制、孔隙率的有效消除技术，以及后处理（如热等静压、热处理）对致密度和机械性能的优化作用。特别关注了在增材制造过程中如何实现异质结构和梯度材料的精确制造。 第三章：智能响应材料及其在传感与驱动中的应用 本章聚焦于那些能够对外界刺激（如温度、应力、电场、磁场）做出可逆响应的材料。详细介绍了形状记忆合金（SMA）的工作原理、超弹性行为的本构模型，以及压电/焦电材料在能量收集和超声换能器中的应用。此外，还深入分析了磁性形状记忆合金（MSMA）在无损驱动器中的潜力，并探讨了离子凝胶和导电聚合物在柔性电子器件中的界面工程策略。 第二部分：突破传统限制的先进制造工艺 本部分着重介绍了一系列颠覆传统切削、铸造的精密制造与超精密加工技术，这些技术是实现高性能材料复杂结构制造的关键支撑。 第四章：超精密与微纳尺度加工技术 本章系统阐述了如何实现微米乃至纳米级别的加工精度。内容包括飞秒激光诱导的非线性光学效应加工（如两光子聚合）、聚焦离子束（FIB）技术在材料去除和沉积中的应用、以及磁流变抛光（MRF）和电化学加工（ECM）在光学元件和模具制造中的高效率实现。详细分析了机电耦合误差补偿、热漂移控制等确保超精密加工稳定性的关键技术。 第五章：高能束流与表面工程技术 本章聚焦于利用高能量密度源（如电子束、离子束）对材料表面进行改性以提升其耐磨损、耐腐蚀和耐热冲击性能。探讨了离子注入、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）以及反应磁控溅射等薄膜沉积技术，用以制备超硬涂层（如类金刚石DLC）和功能性界面。对于激光熔覆技术，重点分析了熔池的动力学行为、裂纹的抑制机制以及梯度功能涂层的多层共熔控制。 第六章：先进连接与连接可靠性工程 在复杂系统集成中，材料与部件的可靠连接至关重要。本章详细介绍了真空钎焊、扩散连接等固态连接工艺的物理机制。针对异种材料（如陶瓷与金属、不同合金）的连接难题，深入分析了反应扩散过程控制、中间层设计（如活性钎料）以及连接界面的微观结构表征技术。此外，还探讨了超声波辅助连接和搅拌摩擦焊（FSW）在铝合金和镁合金结构制造中的应用优势与工艺参数优化。 第三部分：数字化与集成化制造系统 本部分关注如何利用信息技术、传感器和控制理论优化制造过程，实现制造的智能化和柔性化。 第七章：制造过程的实时监控与质量溯源 本章探讨了嵌入式传感器技术在制造过程中的应用，包括原位温度测量、应力场可视化以及声发射监测。重点阐述了基于机器视觉和深度学习的缺陷识别与分类系统，以及如何通过数字孪生（Digital Twin）技术构建物理实体与虚拟模型之间的实时映射，用于工艺参数的在线预测与调整。质量溯源体系的构建和区块链技术在供应链中的应用也进行了深入探讨。 第八章：柔性制造系统与人机协作 本章分析了实现小批量、多品种生产的柔性制造单元（FMS）的架构设计。详细介绍了基于工业物联网（IIoT）的生产调度优化算法，特别是强化学习在动态资源分配中的应用。关于人机协作，本章详细论述了协作机器人（Cobots）的安全路径规划、力反馈控制技术，以及操作者技能数据采集与分析在提升人机交互效率中的作用。 全书以大量的工程实例和前沿研究成果为支撑，理论深度与工程实用性兼备，适合从事新材料研发、先进制造工艺优化、智能装备设计与制造的高级工程技术人员、科研工作者以及相关专业高年级本科生和研究生阅读参考。本书力求构建一个全面、前瞻性的知识框架，指导读者应对当前智能制造领域面临的材料与工艺挑战。

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这本书的装帧设计初见颇为沉稳，封面的色彩搭配有一种深邃感，让人联想到海洋的神秘。我原本期待它能深入探讨无线电波在水下介质中的衰减机制，尤其是针对低频和极低频信号的传播特性，以及如何利用这些特性设计出高可靠性的定位系统。然而，书中的内容似乎更多地侧重于传统的惯性导航系统（INS）的误差补偿和滤波算法，比如卡尔曼滤波在水下运动状态估计中的应用。虽然这些内容在导航领域是基础且重要的，但对于一个对水声通信和高精度水下定位技术抱有浓厚兴趣的读者来说，会略感意犹未尽。我特别关注了多路径效应如何影响超短基线（USBL）系统的声学测距精度，并希望能看到一些基于机器学习方法来优化声速剖面修正的创新案例。书里对水下声场的建模虽然有所提及，但给出的公式推导过程略显简略，缺乏足够多的工程实例来佐证理论的实用性。整体而言，更像是一本偏向于经典导航理论的综述，而不是针对前沿水下定位技术难题的深入剖析。

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这是一本看起来非常严谨的学术专著，印刷质量很好，索引和术语表做得十分详尽，看得出编撰者在基础知识梳理上的用心。我尤其感兴趣的是书中关于“水下时间同步与授时”的章节，因为在构建任何高精度网络化定位系统中，统一的时间基准都是核心难点。书中虽然提到了时间同步的挑战，但更多聚焦于水声通信中的时延估计，而非专门讨论如何利用水下光纤或特定的时间同步协议（如PTP的海洋版本）来维持整个水下区域内各个节点的时钟一致性。我期待能看到更多关于“量子定位技术”在水下环境中的可行性分析，尽管这听起来非常前沿，但鉴于现有声学和惯性技术的瓶颈，探索新的物理原理是必要的。此书对水下环境建模的描述，虽然包含了大量的流体力学参数，但在将这些参数转化为可用于导航算法输入的“环境噪声”模型方面，显得有些割裂，未能有效连接理论物理与实际信号处理。

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翻开这本书，一股浓厚的理论气息扑面而来，内容排版紧凑，公式符号的使用非常专业化，这无疑对有扎实数学基础的读者是件好事。我本以为会读到关于水下光学成像导航的最新进展，比如利用可见光或红外光在能见度受限环境下的定位突破，或是探讨基于水下环境特征识别（如海底地形匹配）的鲁棒性方法。书中花费了大量篇幅讨论了水下运动平台的动力学模型建立，以及如何通过前馈控制来抵抗水流干扰，这部分内容对于设计高动态水下航行器（AUV）的控制系统工程师来说，价值不菲。然而，在提到“水下网络”和“分布式定位”时，讨论的深度明显不足。例如，如何解决水下传感器节点之间的数据融合问题，以及如何设计低功耗、高带宽的水声通信协议来支持实时定位数据的交换，这些关键的系统集成问题在书中几乎没有展开。期待中关于柔性机器人或仿生水下机器人的非刚性体定位技术也未能在书中找到踪影，让人感觉这本书的视角还停留在较为传统的刚性载具导航范畴内。

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这本书的阅读体验相当直白，几乎没有花哨的图表，更多的是基于文本和公式的逻辑递进。我最初购买它，是希望能找到关于“水下绝对定位”的突破性进展，比如如何利用地球物理场（如磁场或重力场）在深度受限区域实现长期无漂移的导航基准。书中对惯性导航误差累积的分析非常透彻，详细讲解了陀螺仪和加速度计的误差来源及补偿策略，这部分内容扎实可靠，无疑是教科书级别的论述。但当我翻到关于“相对定位”的章节时，我对声学定位系统的局限性探讨不够深入。比如，在复杂多变的海洋声学环境中，如何有效抑制气泡、温度跃层等带来的声速梯度变化，以及如何设计自适应的声速误差修正算法，书中只是简单提到了“环境补偿”的概念，缺乏具体的算法实现细节和性能对比分析。对于那些希望快速掌握一套完整的、适应多种海洋环境的导航解决方案的实战派读者来说，可能会觉得理论多于工具箱。

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从内容结构上看，这本书的章节划分清晰，知识点组织有序，适合作为高等院校相关专业的教材或参考书。我原本是想深入了解“水下三维地图构建”与“定位”的结合点，特别是 SLAM (即时定位与地图构建) 技术在三维水下场景中的鲁棒性实现。书中对水下传感器配置和数据融合的介绍，大多基于已知的、成熟的传感器组合，例如DVL（多普勒测速仪）与INS的紧耦合。然而，对于如何处理水下环境带来的独特挑战——比如传感器自身在水流中的姿态变化、以及水底纹理（在视觉或声呐图像中）的稀疏性——书中的论述相对保守。我期待看到更多关于利用水下声呐图像进行特征提取和匹配的现代方法，而不是停留在传统的里程计数据融合上。全书的重点似乎是“如何基于已知传感器获得一个相对准确的位置估计”，而非“如何在完全未知或快速变化的环境中，自主地建立环境地图并同时确定自身位置”。这种侧重点的差异，使得它在“自主导航与环境认知”这一热点领域，显得不够聚焦和前瞻。

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