【摘 要】
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无人艇（Unmanned Surface Vehicle,USV）是一种可在复杂水面环境中自动巡航、自主执行多种任务的新型载体。随着航海领域内的国际形势变化以及大众对于民用智能化无人艇的强烈需求,如何保障无人艇在水面运动轨迹的准确性和可靠性逐渐成为研究关键技术之一。由于无人艇在自主运动中,容易受到风、浪、流等外界因素干扰,加之具有非线性运动的特点,因此研究无人艇的航迹跟踪对拓展海洋开发潜力,保障作
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无人艇（Unmanned Surface Vehicle,USV）是一种可在复杂水面环境中自动巡航、自主执行多种任务的新型载体。随着航海领域内的国际形势变化以及大众对于民用智能化无人艇的强烈需求,如何保障无人艇在水面运动轨迹的准确性和可靠性逐渐成为研究关键技术之一。由于无人艇在自主运动中,容易受到风、浪、流等外界因素干扰,加之具有非线性运动的特点,因此研究无人艇的航迹跟踪对拓展海洋开发潜力,保障作业人员生命安全具有重大意义。传统的无人艇航迹跟踪方法存在建立模型困难、参数难以整定、控制方式单一等问题,因此需要对无人艇的航迹跟踪方法进行进一步研究,本文主要研究内容如下:（1）提出了一种可自适应调整参考位置切换半径的L1航向制导算法。该航向制导方法不依赖于无人艇具体模型,可根据航迹参考位置点与航速计算出无人艇实时运动航向并根据航向角变化进行自适应调整,引导无人艇进行航迹跟踪。（2）设计了基于BP神经网络的增量式PID算法用于无人艇航向的控制。同时使用增加惯性项和多级带死区阈值算法对上述算法优化,有效提高了无人艇航向控制精度与稳定性。（3）设计了无人艇航迹跟踪控制系统及进行了静水航迹跟踪实验。该系统由软硬件系统组成,部署于小型低速无人艇上。经实验验证,航迹跟踪达到了较理想的效果。
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