3。5 本章小结 40

第四章 模型制作 41

4。1 引言 41

4。2 制作无人艇 41

4。2。1 艇身和上建制作 41

4。2。2  水翼制作 44

4。2。3  推进系统和操纵系统安装 46

4。2。5 模型完工 48

4。3 本章小结 48

第五章 模型快速性试验 49

5。1 引言 49

5。2 艇模试验 49

5。3 本章小结 52

第六章 USV 综合优化数学模型 53

6。1  引言 53

6。2  响应面法 53

6。3 快速性数学模型 54

6。3。1  快速性能设计变量 55

6。3。2  快速性能目标函数 55

6。3。3  快速性能约束条件 56

6。3。4 响应面拟合公式 57

6。4  操纵性能数学模型 59

6。4。1  操纵性能设计变量 59

6。4。2  操纵性优化目标函数 59

6。4。3  操纵性约束条件 60

6。5  耐波性能数学模型 60

6。5。1  耐波性能设计变量 61

6。5。2  耐波性优化目标函数 61

6。6  抗倾覆性优化数学模型 62

6。6。1  抗倾覆性能设计变量 62

6。6。2  抗倾覆性能目标函数 62

6。6。3  抗倾覆性优化约束条件 64

6。7  综合优化数学模型 64

6。7。1  设计变量 64

6。7。2 综合优化目标函数 64

6。8  本章小结 65

第七章 综合性能优化分析 66

7。1  引言 66

7。2 综合优化软件 66

7。3 遗传优化算法计算 68

7。5  本章小结 71

结论与展望 72

致谢 75

参考文献 76

第一章 绪论

1。1 研究的目的和意义

近些年，随着无人驾驶技术的迅猛发展以及海洋竞争的日益激烈，水面无人艇

（unmanned surface vehicle，USV）这一新兴的海上智能交通工具的吃水浅、速度快、 灵活性大、制作周期短、工艺简单以及生产成本低等特点[1]，引起了各国的广泛关注。 同时，随着无人作战模式的逐渐普及，水面无人艇作为一种新兴的海上交通工具， 在未来的海洋战场中是不可或缺的存在。同时，海上运输的日益频繁以及水上交通 的逐渐兴起使船只的数量急剧增加，管理难度与日俱增。因此实现船舶的航行自动 化管理和海上交通的智能化管理就显得极为必要[2]。而水面无人艇作为一种无人操作 的水面舰艇，可以很好的用于海上交通监测、船只路径指引，并且还能执行过于危 险的任务，有效减少人员伤亡。因此，无人艇的研究意义重大，其应用价值不容小 觑。