1.4.1硬件在环仿真的结构 5

1.4.2硬件在环仿真系统的主要特点 5

1.5本文主要内容 5

第二章：无人艇系统的建模 7

2.1坐标系的建立 7

2.2无人艇运动模型 8

2.3干扰数学模型 9

2.4本章小结 9

第三章：系统的总体设计 11

3.1系统硬件部分 11

3.1.1 STM32微控制器概述 11

3.1.2 STM32系列微控制器的应用 11

3.2系统软件部分 12

3.3串口通讯部分 12

第四章：软件设计实例 13

4.1MFC简介 13

4.2MFC特点 13

4.3MFC界面设计方法 14

4.3.1MFC对话框工程的建立 14

4.3.2 对话框应用程序框架中控件及其使用方法 14

4.4界面设计步骤 16

4.5以无人艇路径跟踪实验为例介绍运行原理 17

4.5.1算法计算 18

4.6本章小结 20

第五章：总结与展望 21

5.1总结 21

5.2本次设计得到的结论 21

5.3本次设计的不足之处 21

参考文献 23

致谢 26

附录 27

第一章：绪论

1.1 研究背景与意义

无人艇技术的发展最早起源于二战期间，其研究初衷一方面是在沿海区域排雷和清除障碍，另一方面是作为训练用的靶船。随着控制技术和通信技术的发展，无人艇技术的发掘潜力日益显现出来，无人艇技术无论在军事领域还是民用领域都发挥着至关重要的作用[1]。

在军事领域，水面无人艇由于其体积小、灵活性高等特点，可以深入到敌后获取情报。不仅如此，在海洋这样风浪比较大的工作环境下，无人艇可以代替人类完成危险的工作，避免不必要的人员伤亡。随着时代发展，海洋争端问题愈演愈烈，海洋资源已成为各国必争之地。我国国土面积大，海岸线长，拥有的海洋资源丰富，与其他国家的海洋争端问题就会频繁发生。在过去的十年中，与我国相关的海洋争端问题就有很多，钓鱼钓问题、南海主权问题等问题警示着我们，增强海军实力，发展海洋技术刻不容缓。

在民用领域，无人艇的应用同样广泛，并且发展潜力巨大。比如它可以用来进行一些海上漏油检测、水文监测，预防海上事故的发生；还可以帮助航道局做一些水下测绘、航道巡逻的工作；还有一个重要的用途是代替海上搜救人员做一些恶劣环境下的海上搜救工作。

与传统的大型船不同，无人艇的体积和质量都较小，船速也很快，控制起来难度也比传统船只大很多。控制技术发展到今日，由传统的PID控制不断发展，并且不断向智能化方向发展，衍生出很多基于智能控制的PID控制方法，如专家PID控制、模糊PID控制、神经网络PID控制、遗传PID控制等[2]。