基于可靠性的海洋机器人软件建模方法及仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:王卓

出品人:

页数:146

译者:

出版时间:2010-4

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787118067880

丛书系列:

图书标签:

• 海洋机器人
• 软件建模
• 可靠性
• 仿真
• 自主系统
• 嵌入式系统
• 控制系统
• 海洋工程
• 软件工程
• 系统工程

好的，这是一份关于《基于可靠性的海洋机器人软件建模方法及仿真》这本书的图书简介，内容力求详实、专业，不涉及任何不属于本书范畴的内容，并力求自然流畅，避免模板化表达： --- 图书简介 《基于可靠性的海洋机器人软件建模方法及仿真》 在海洋资源开发、深海探测、水下环境监测等前沿领域，海洋机器人（AUV/ROV）正扮演着越来越关键的角色。然而，海洋环境的复杂性、高压、高盐、强干扰等特性，对水下机器人的自主性、鲁棒性与任务成功率提出了极为严苛的要求。传统的软件设计与建模方法往往难以充分应对这些挑战，尤其是在系统故障、环境突变等极端情况下，如何确保任务的可靠性成为决定其有效性的核心瓶颈。 本书聚焦于这一关键技术难题，系统性地提出了基于可靠性驱动的海洋机器人软件建模方法及仿真验证框架。本书旨在为水下机器人研发人员、系统集成工程师以及相关领域的科研人员提供一套严谨、可操作的理论基础与工程实践指导。 核心内容与结构： 本书首先从海洋机器人系统的可靠性需求分析入手，阐述了当前水下机器人软件系统在自主导航、任务规划、故障诊断等方面存在的固有风险与失效模式。随后，本书深入探讨了构建高可靠性软件系统的理论基石，包括形式化方法、软件架构设计原则以及面向可靠性的软件质量度量体系。 第一部分：可靠性理论基础与海洋环境建模 本部分奠定了全书的理论基础。我们详细剖析了在水下动态变化环境下，影响软件可靠性的主要因素，例如传感器数据的不确定性、通信延迟的随机性以及执行机构的物理约束。内容涵盖了可靠性工程中的关键概念，如失效率、平均故障间隔时间（MTBF）的理论模型，并结合海洋环境的特定性，提出了适用于水下场景的可靠性评估指标体系。 第二部分：面向可靠性的软件架构设计 软件架构是保障系统可靠性的首要屏障。本书摒弃了传统的单体式架构，重点阐述了面向服务的架构（SOA）和分布式实时架构在海洋机器人中的应用。我们详细设计了模块化的软件组件，例如感知模块、决策模块、控制执行模块。特别地，书中引入了冗余设计与容错机制的思想，设计了多粒度的冗余策略（硬件冗余、软件冗余、信息冗余），并探讨了如何通过状态机模型和有限自动机（FA）对复杂任务流程进行精确、无歧义的建模，确保在关键切换点上的行为确定性。 第三部分：基于形式化方法的软件验证与确认 仅有优秀的设计不足以保证可靠性，必须通过严格的验证手段来证实。本书将形式化方法引入水下机器人软件验证领域。我们详细介绍了模型检验（Model Checking）技术在检查软件设计是否满足预先设定的安全属性（Safety Properties）和活性属性（Liveness Properties）中的应用。内容包括如何构建精确的系统状态空间模型，如何定义关键任务的可靠性规范（Specification），以及如何利用工具链自动搜索系统中的潜在死锁、竞争条件或不一致状态。这为软件交付前的质量保证提供了强大的数学依据。 第四部分：集成仿真与可靠性性能评估 软件建模的最终目标是高效部署和验证。本书的第四部分聚焦于软硬件在环（SIL/HIL）仿真平台的构建与应用。我们详细描述了如何构建一个高保真的水下动力学模型与环境扰动模型，用以驱动被测试的软件模块。内容着重于故障注入技术：如何在仿真环境中模拟传感器漂移、执行器卡死、通信中断等典型的海洋故障场景，并量化分析软件的故障恢复时间和任务降级策略的有效性。通过大量的仿真案例，本书展示了如何通过仿真实验来迭代优化软件的可靠性参数和容错阈值。 第五部分：鲁棒性与自主决策的可靠性增强 在高级自主功能方面，本书探讨了如何通过基于证据的推理（Evidence-based Reasoning）来提升决策的可靠性。这包括如何对来自不同来源（如声呐、多普勒计程仪、惯性导航系统）的异构数据进行可靠性加权融合，形成统一、可信的态势感知。同时，书中也深入讨论了基于概率模型的任务重规划机制，确保机器人在面对模型预测之外的环境变化时，能够以最小的风险代价切换到安全模式或次级任务。 本书的特色： 本书的显著特点在于其“可靠性优先”的设计哲学贯穿始终。它不仅仅关注功能实现，更侧重于“如何在不确定和恶劣环境下，确保功能持续正确地执行”。通过理论推导与工程实践的结合，提供了从需求定义、架构设计、形式化验证到仿真评估的一体化方法论。对于深信硬件是基础，但更依赖软件健壮性以发挥最大潜能的海洋工程领域而言，本书无疑是重要的技术参考手册。 ---

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆