摘要：水面无人艇因其具有体积小、速度快、较好的隐身性、较高的智能化等特点被世界各国广泛应用.随着其应用价值的不断提高,水面无人艇日益成为国内外研究的焦点.避碰技术作为水面无人艇的核心技术之一,是实现无人艇安全航行正常执行任务的重要前提.针对水面无人艇的避碰问题,从水面无人艇全局路径规划和局部避碰的角度,分别阐述了国内外主要研究成果,并且总结了水面无人艇避碰方法目前存在的一些问题,同时对未来的研究方向进行了展望.

摘要：针对欠驱动水面无人艇非线性系统,设计了一种参数在线优化的路径跟踪自抗扰控制器。对包含不确定动态的水面无人艇数学模型和参数化路径引导方法做了简要的说明,并引入一种基于混沌局部搜索策略的双种群遗传算法,对自抗扰控制器的参数进行在线优化。通过不同条件下的仿真试验结果说明,本研究设计的路径跟踪控制器对海洋环境的不确定动态、未知扰动以及模型的参数摄动具备良好的稳定性和鲁棒性。

摘要：为设计出耐波性能优良的无人艇船型,文中以X-bow型无人艇为基础,通过船艏改型得到了具有4种不同首柱角度的无人艇,并对4种无人艇在规则波中迎浪航行时的耐波性能进行对比分析.采用STAR-CCM+软件基于重叠网格技术及VOF方法建立相应数值水池模型并对数值水池的有效性进行验证,计算分析了4种船型的垂荡、纵摇运动响应以及波浪增阻等水动力性能.研究表明,在迎浪航行条件下,首柱角度为115°的XW1型无人艇的耐波性能较优.

摘要：研究了具有模型不确定性和执行器故障的多水面无人艇系统的编队跟踪控制问题。通过在线信息交互,为跟随无人艇设计完全分布式观测器以估计期望的位置、航向和速度,并提出命令滤波反推控制协议。该控制协议实现了闭环误差系统的实用指数稳定性及多无人艇系统的编队跟踪。该控制方法的一个优点是不依赖于通信拓扑图Laplacian矩阵的谱信息,使得提出的控制协议能在完全分布式架构下实施。仿真实验验证了该控制协议的有效性。

摘要：欠驱动无人艇作为一种水上重要的工作平台,其应用范围非常广泛。针对一种欠驱动水面无人艇的运动控制进行研究,首先分别建立其运动学和考虑了风浪干扰的动力学模型,得出了非线性状态空间模型;然后采用基于指数滑模面的滑模和反演相结合的控制算法设计其航向控制器;最后通过仿真和实物实验验证了设计的动力学方程和控制算法的有效性。

摘要：针对定点布放监测设备并人工定期采集数据的传统水体环境监测方法存在的自动化程度不高、工作效率低、实时性差,部分水域难以开展工作的缺点,设计多功能水体环境监测水面无人艇,介绍总体技术指标、船体结构设计、无人控制系统等方面的考虑,实际水域试验和多任务应用试验结果表明,该无人艇各项性能和功能满足设计要求。

摘要：针对海洋资源的开发与勘探,设计了一种基于水面无人艇(USV)辅助型的缆式水下机器人(ROV)。通过在无人艇上安装下视声呐和侧扫声呐得到水下环境,获得ROV相对于USV的位置,以便地面站对ROV的水下具体位置进行实时掌握。主要设计了ROV系统、ROV的推进器与推力分布系统以及硬件和软件控制系统。该系统能够更加高效地对ROV进行控制,比原始无中继USV系统直接控制ROV更加简便快捷。

摘要：针对水面无人艇(unmanned surface vessel, USV)在复杂环境下的局部路径规划问题,对USV路径规划问题进行了数学建模,提出了基于增强拓扑神经演化(neuroevolution of augmenting topologies, NEAT)算法的局部路径规划方法;设计了神经网络初始结构和演化参数,对初始神经网络结构进行演化实现避障及到达指定目标的路径规划任务;通过设计适应度函数,实现路径点数目的优化。仿真结果表明:利用NEAT算法演化神经网络的方法能够使USV在复杂的环境中准确避开障碍物并到达目标点,且在路径点数目和鲁棒性方面优于传统的模糊逻辑算法与人工势场算法。

摘要：水面无人艇(USV)是未来海上装备体系无人化和智能化发展的重要一环。其中,碳纤维增强复合材料(CFRP)作为当前和未来制造USV的主要材料,对USV的研发至关重要。本文根据USV自身的特点,总结USV的结构特点,分析CFRP应用于USV结构的优缺点,为CFRP水面无人艇的结构优化设计提供支撑。

摘要：多智能体技术适合于解决复杂系统的设计。在简要介绍多智能体技术和水面无人艇测控系统的基础上,分析了将多智能体技术应用于水面无人艇测控系统设计的可行性,提出了水面无人艇多智能体测控系统模型和架构设计,并探讨了系统的开发方法。