摘要：设计一种高速无人水面艇自主控制系统,包括岸基和船载设备两大部分,两者通过大功率无线网桥进行控制及数据信号交流,具有自动控制和手动遥控两种控制模式,能够实现循目标点航行及自主规划路径航行。系统软件架构基于多Agent技术,航向航速协同控制采用模糊自适应算法,任务路径规划采用遗传-蚁群融合算法。开发无人艇自主控制系统试验研究平台,并在开阔水域进行了试验研究,包括航向航速模糊自适应控制算法试验、路径规划算法试验、自主航行功能试验,并进行相应的数据分析。试验表明,无人艇在任意初始航向航速和随机干扰的情况下都能顺利高效地到达目标点,以此为基础能成功实现自主规划路径航行。

摘要：针对无人水面艇路径跟踪的精确控制问题,进行路径跟踪控制的研究。根据需求构建合适的无人水面艇运动数学模型,利用自抗扰控制算法,设计路径跟踪控制器,考虑到自抗扰控制中参数较为繁杂且整定不易的特点,结合模糊控制理论设计模糊自抗扰路径跟踪控制器。以大连海事大学“蓝信”号无人艇为研究对象,针对所设计的2种控制器进行MATLAB仿真试验,并使用“蓝信”号无人艇在大连星海湾大桥外海域进行实船验证试验,通过对仿真结果和试验结果的分析与对比,验证了所设计方法的可行性和有效性。

摘要：无人化和智能化是水面舰艇未来发展的一个重要方向。分析了无人水面艇的国内外研究现状和未来的总体发展趋势,并讨论了无人水面艇发展的关键技术。

摘要：无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)的海上调试成本高、难度大、效率低.为了减少海上调试工作量,设计了仿真系统,规划了仿真流程,为无人水面艇控制系统的测试和分析提供了平台.该仿真系统包括5个模块:显控模块用于全局路径规划和综合信息监控;数据仿真模块模拟障碍检测传感器与位置和姿态传感器数据;障碍处理模块对检测数据进行预处理、栅格化、聚类和拟合,并对拟合后的动态障碍进行跟踪;导航和避障模块嵌入视线制导(line of sight,LOS)导航和椭圆聚类-碰撞锥推演的动态避障算法;运动控制模块采用广义预测控制-比例积分(generalized predictive control-proportion-integral-derivative,GPC-PID)串级控制方法.各个仿真模块具有独立性,可根据不同需求替换.仿真实验结果表明了该系统设计的正确性和合理性.

摘要：针对无人水面艇(USV)在未知干扰环境下的自主运动控制问题,研究基于模糊自适应算法的USV航向、航速协同控制方法。设计以航向角偏差量和直线距离偏差量为输入量,以及以舵角偏转控制量和油门开度控制量为输出量的模糊控制算法,并通过以航向角偏差率为输入量及以控制周期为输出量的自适应控制,使系统响应外部环境的变化。以抵达目标点的时间和舵角变化次数的加权最小值作为优化目标函数,分析论域、控制周期等参数对控制效果的影响。优化分析的结果表明:此方法在不同海面风、浪、流随机干扰的条件下,均能使无人艇抵达目标点,实现点对点的自主航行。

摘要：为解决"蓝信"号无人水面艇在未知海洋环境下的动态自主避碰跟踪控制问题,将未知动态避碰路径规划和跟踪控制相结合,提出了一种未知海洋环境下的无人水面艇动态自主避碰跟踪控制方法。此方法考虑到未知海洋环境情况以及动态避障的实时性等问题,以"蓝信"号无人水面艇的操纵运动模型为约束条件,采用了一种基于速度分解的动态障碍物避障算法,设计了一种未知海洋环境下的"蓝信"号水面无人艇动态自主避碰跟踪控制器。仿真结果验证了该方法的有效性和正确性,可为"蓝信"号无人水面艇智能避碰控制技术的研究提供参考。

摘要：无人水面艇(USV)是当前无人系统研究的热点领域之一,由于USV收放技术涉及到回收引导、对接、挂脱钩等难点而成为目前的前沿研究课题。通过收集整理国内外现有及在研USV的收放技术要点,归纳出USV收放操作过程通常采用吊放式、艉滑道式、坞舱式3种收放装置。在此基础上,从设备配置、空间需求、波浪影响、母船航速、适应海况、操作情况和收放耗时等方面,分别对上述3种USV收放技术进行对比分析,得出艉滑道式收放技术更适合于USV收放需要的结论。同时,指出当前USV及其收放装置在实现自主收放时需要开展的实用化研究方向,期望能对USV及其收放技术的发展起到一定的指导作用。

摘要：轻型鱼雷武器应用于无人水面艇,可实现无人水面艇对潜艇目标的“发现即打击”。根据无人水面艇平台和轻型鱼雷武器的特点,提出无人水面艇轻型鱼雷武器的典型配置,总结轻型鱼雷武器在无人水面艇上的典型应用。从无人自主控制、安全性分析设计、长时间运行可靠性、模块化与快速部署、作战能力迭代升级等方面,讨论无人水面艇轻型鱼雷武器应用所面临的问题,并对部分问题针对性地提出解决途径,并开展试验验证。研究成果可用于指导反潜型无人水面艇以及反潜任务载荷设计、实现以及使用。

摘要：路径规划是无人水面艇(USV)的研究热点之一,是实现USV无人化、自主化、智能化的关键技术。针对USV局部路径规划问题,从路径搜索与轨迹优化这两个层面,分别阐述各种算法的特点。结合近年来最新研究成果,深入分析各种算法的特性及不足,总结归纳算法为适应USV运动特性而进行的改进。最后,对USV局部路径规划的发展趋势进行简要展望,以为未来该领域的研究提供一定的思路。

摘要：无人水面艇自主航行系统的海上实装测试成本高、周期长,纯虚拟仿真测试在无人水面艇运动仿真环节真实性差,为了提高无人水面艇自主航行系统测试的效费比,综合虚拟仿真测试与实装测试的优势,设计了虚实结合的无人水面艇自主航行测试系统,在任务场景构建与环境感知传感器环节使用虚拟仿真技术,在无人艇传动系统与船舶海洋动力学环节采用实装在环路技术,通过虚实空间配准技术将无人水面艇在虚拟空间的数字孪生体与真实空间的物理实体进行实时空间位置、姿态同步,最后通过仿真实验表明了该测试系统的正确性与合理性。