3.7本章小结 20

第四章无人艇综合优化分析 21

4.1引言 21

4.2权值和设计变量的初步设置 21

4.3综合优化目标函数值随迭代次数的分析 24

4.4性能权值的优化分析 26

4.5本章小结 28

第五章水面无人艇的模型设计制作 30

5.1引言 30

5.2USV模型的设计与制作 30

5.2.1艇体设计与制作 30

5.2.2上层建筑设计与制作 33

5.2.3水翼设计与制作 33

5.2.4推进系统设计与制作 34

5.2.5操纵系统设计 35

5.2.6控制系统设计 36

5.3本章小结 37

第六章无人艇模型试验初步研究 38

6.1引言 38

6.2系统辨识 38

6.3操纵性研究 39

6.3.1回转试验 39

6.4耐波性研究 43

6.4.1横摇试验 43

6.4.2纵摇试验 47

6.5本章小结 50

第七章无人艇优化远程系统初步设计 51

7.1引言 51

7.2TeamViewer软件介绍 51

7.3无人艇优化远程系统设计 51

7.3.1无人艇优化远程系统服务器及软件 52

7.3.2客户端 53

7.4本章小结 54

结 论 55

致谢 57

参考文献 58

第一章绪论

1.1引言

随着科学技术的发展，尤其是信息技术和智能控制技术的不断成熟，我们的许多装备也不断趋于无人化。在整个无人系列装备中，按照水陆空进行分类。在空中有无人机；地面有无人地面战车；水面水下有无人艇和无人潜航器。其中无人水面艇是有人近海作战舰艇的有效补充，已经开始受到各国海军的重视。但作为一种新概念装备，发展落后于无人作战飞机、无人地面战车和无人潜航器等其他无人装备[1]。

无人艇出现于20世纪50年代左右，迄今为止无人艇有了很大的发展。能够完成多种任务，如情报收集、监视、侦察、武装保护、扫雷、反潜、精确打击、搜救、导航和水文地理勘察。无人艇的发展依赖有关技术的提高。经过相关科研人员的不断努力研究，无人艇的自主规划和控制技术以及艇型技术等关键技术有了很大的进步。同时对无人艇性能优化的研究也取得了显著的成果，将各类优化算法运用到无人艇优化计算中，不断提高优化的质量与效率。

1.2本课题的目的和意义

考虑到无人艇无人操控的特点及自动航速与航向控制的重要性[2]，因此对无人艇进行航行性能优化设计变得十分重要。无人艇航行性能的优化是寻求与设计目标相适应的最佳状态，它体现在设计变量的最佳配合上。在进行优化之前，我们要构建一套针对无人艇航行性能的优化数学模型。要选择与之相关的所有设计变量，确立能准确衡量有关性能的目标函数，以及所要满足的约束条件。构建好了优化数学模型之后，再运用不同的优化算法（例如：多目标遗传算法等）通过软件编程实现计算机的数学计算。为了更好的实现优化计算，还需要研究各类优化算法的优缺点，选择适合于无人艇航行性能的优化算法，进而优化出具有最佳航行性能的艇型。