本书按照中国船舶工业总公司教材编写委员会审定的船舶自动化专业”船舶运动与建模“课程教学大纲编写，系统地讲述了船舶运动数学模型和建模方法，提供了多种现成建模结果，便于控制和仿真时直接引用。

全书内容通用、系统，适合于船舶自动化、船舶自动控制、船舶电气设备、电气工程及其自动化专业高年级本科生和相关学科研究生作为教材采用，也可供船舶设计、建造、操纵、使用、管理、航运等有关专业作为仿真辅助教材使用，同时也可供从事上述各专业及其他相关专业的科技工作者和管理人员参考。

本书以从事船舶控制与仿真的读者为对象，系统地讲述了船舶运动数学模型和建模方法。本书中，水面船舶和潜器被纳入同一体系，内容对各类船舶具有通用性，且模型结果形式上便于实施控制和仿真。此外，本书提供了多种现成建模结果，便于控制和仿真时直接引用。

本书适合于船舶自动化、船舶自动控制、船舶电气设备、电气工程及其自动化专业高年级本科生和相关学科研究生作为教材采用，也可供船舶设计、建造、操纵、使用、管理、航运等有关专业作为仿真辅助教材使用。同时也可供从事上述各专业及其他相关专业的科技工作者和管理人员参考。

第1章　坐标系及其变换

　第一节　固定坐标系

　第二节　运动坐标系

　第三节　惯量矩阵和惯性主轴

　第四节　速度向量与两坐标系的关系

　第五节　运动坐标系与固定坐标系间的旋转变换

　第六节　姿态运动学方程

 第七节 建立姿态运动学方程的另一种方法

第2章　水平面定常回转运动

　第一节　水平面坐标系

　第二节　水平回转运动过程

　第三节　水平定常回转运动数学模型

　第四节　水平回转的耦合运动

　第五节　水动力系数测定试验简介(一)

　第六节　船舶水动力学中的无因次化体系

第3章　垂直面定常直线运动

　第一节　垂直面坐标系

　第二节　垂直面定常直线运动方程

　第三节　等速直线定深航行

　第四节　变深过程中的斜向定常运动

　第五节　垂直面定常直线运动数字实例

第4章　水平面运动方程

　第一节　水平面运动一般方程

　第二节　水动力的泰勒级数表示

　第三节　水动力函数一阶展开式中的水动力系数

　第四节　水平面运动线性方程

　第五节　二阶展开式中的水动力系数

　第六节　螺旋推进器的推力和扭矩

　第七节　水平面运动非线性方程

　第八节　实用潜艇模型的水平面运动方程

　第九节　有定向水平流时的水平面运动方程

 第十节 水动力系数测定试验简介(二)

第5章　垂直面运动方程

　第一节　垂直面运动一般方程

　第二节　水动力的泰勒级数表示

　第三节　水动力函数一阶展开式中的水动力系数

　第四节　垂直面运动线性方程

　第五节　二阶展开式中的水动力系数

　第六节　垂直面非线性运动方程

　第七节　实用潜艇模型的垂直面运动方程

 第八节　有定向水平流时的垂直面运动方程

第6章　动量、动量矩及其导数

　第一节　动量和动量矩

　第二节　动量的导数和动量矩的导数

第7章　空间运动方程

　第一节　建立船舶空间运动一般方程

　第二节　船舶所受静力分析

　第三节　水动力的泰勒级数表示

　第四节　螺旋推进器的推力

　第五节　六自由度空间运动方程的向量形式

　第六节　六自由度空间运动方程的展开形式

第8章　流体惯性力和流体粘性力

　第一节　附加质量和流体惯性力

　第二节　流体粘性力

第9章　空间运动方程在特定情况下的简化

　第一节　空间运动方程左端的简化

　第二节　流体惯性力公式系数的简化

　第三节　水动力系数整体的简化

　第四节　舵水动力系数的简化

　第五节　特定情况下的简化空间运动方程

　第六节　实用潜艇空间运动方程

第10章　水动力系数的近似推算

　第一节　附加质量和加速度系数的近似推算

　第二节　速度一次项水动力系数的估算

　第三节　角速度一次项水动力系数的估算

　第四节　舵角水动力系数的估算

　第五节　耦合水动力系数的近似推算

　第六节　数例

第11章　水面状态船舶横摇纵摇升沉运动方程

 第一节 静力的泰勒展开式

 第二节 无风浪时的船舶横摇纵摇升沉运动方程

 第三节 无风浪时的船舶纵摇升沉运动方程

 第四节 无风浪时的船舶直航横摇运动方程

 第五节 规则波作用下直航船舶的横摇运动

第12章 螺旋推进器特性

 第一节 理想推进器

 第二节 理想螺旋推进器

 第三节 螺旋推进器的几何学

 第四节 螺旋桨的推力和阻转矩

 第五节 四象限螺旋桨工作特性

 第六节 螺旋桨与船体的相互作用

 第七节 装船后的螺旋桨工作特性

第13章 有流速情况下的水下机器人空间运动方程

 第一节 水下机器人空间运动一般方程

 第二节 流体惯性力显式表达的水下机器人运动方程

 第三节 定向水平流情况下的水下机器人运动方程

 第四节 定向恒速流情况下的水下机器人运动方程

 第五节 定向恒速流情况下流体惯性力显式表达的水下机器人运动方程

 第六节 状态方程形式的水下机器人运动方程

 第七节 外力和外力矩

符号表

参考文献