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随着世界军事科技的发展,军事装备的无人化趋势越来越明显,适应这一趋势的水面高速智能无人艇受到了世界各大国的日益重视。本文就无人艇体系结构中的主要模块进行了研究,并重点对无人艇的运动控制系统进行了详细设计。本文首先介绍了无人艇领域的国内外研究现状,阐述了无人艇的关键技术,并分析了国内研究现状与存在的问题,在此基础上说明了本文研究的意义。基于无人艇的功能分析,从物理层面对无人艇的系统组成进行了分析,阐述了与无人艇的功能相适应的物理结构,同时通过分析各组成模块之间的相互关系,完成了无人艇的逻辑结构的介绍。重点对无人艇的运动控制系统进行了硬件系统和软件系统设计。将无人艇系统分为无人艇子系统和岸基监控系统两部分,无人艇子系统和岸基监控系统之间通过2.4G无线网桥实现通信。确定采用喷水推进器作为无人艇的推进方式,选用GPS、数字罗盘、ARPA雷达共同为无人艇提供导航信息。采用PC/104工控机和STC5A60S2单片机作为无人艇子系统核心控制器,并对工控机和单片机进行了分工。对无人艇喷水推进器的喷口角度反馈电路、柴油机转速反馈电路、复位监控电路等关键电路进行了设计。用Visual C++编制了人机交互界面,实现了岸上操作人员对无人艇的遥控操作。最后,采用参数自整定的模糊PID算法,运用MATLAB软件的SIMULINK工具对无人艇航向控制进行了仿真实验,验证了这种控制算法对无人艇航向控制的可行性。