1无人艇

国际上对于无人艇的研究要数美国和以色列最久远，被其他国家以效仿，决定着国际无人艇研究方向和趋势。自上世纪九十年代以来，美国就将众多的研究成果应用到军事领域，为人熟知的有“斯巴达侦查兵”号、“保护者”号，而西方的其他大国诸如英法德也不甘落后，相继开展了对无人艇技术的深入研究，并取得了一些成果。

（1）斯巴达侦查兵号

2002年5月，“斯巴达侦察兵”无人艇的研制计划正式被美国太平洋司令部提出，并迅速开展了相关研究，采集了世界上各个国家先进的科技技术，经过不断地研究修改，最后，“斯巴达侦查兵”号诞生。它是有一种模块化的无人艇，包含情报、监视、声呐、红外照相、反水雷战、小型导弹等等模块。在2003年8月的首次海试，之后又在2005年4月首次完成实弹射击实验。如下图1-1所示：

（2）保护者号“保护者”（Protector）无人艇，由拉斐尔武器局开展研究，拥有众多高智能系统（Hoplite）光学系统、“微型台风”武器系统、全自动火控系统和昼夜用照相机系统，已在本国海军和新加坡海军中少量服役[1]。如下图1-2所示：

2007年，“Ruder”号无人艇在法国诞生，葡萄牙也开发除了“Swordfish”号，该无人艇的特别之处在于它是为实现网络中心战而特地设计的无人艇；意大利也不遑多让，“Charlie”随即问世，该艇的推进器十分有趣，配备了自主的操舵系统。

国内对于无人艇的研究起步较晚，还处于初步探索阶段，在很多关键领域还是空白，控制手段不够熟练，技术不够成熟。今年来，国内的很多机构也都开始开展了无人艇控制方面的研究，下面简单介绍他们的研究成果：

（1）天象1号

中国航空科工集团沈阳新光公司研制的“天象1号”采用了很多国际先进技术，

实现了雷达定位、卫星应用、智能驾驶等功能。在2008年的北京奥运会山东青岛的赛场上就亮相过，当时它担任气象监测的作用，如图1-3所示：

上海海事大学研制的“银蛙”号无人艇为双体型铝合金材料的小艇，是一个通用的平台，载有多任务模块，如图1-4所示：

2、无人艇运动控制器

运动控制器又称自动舵，纵观其发展历史，自动舵已经经历了三个阶段：开始时的机械式自动舵和机电接触式自动舵；中期自动舵主要由集成电路构成，现在的主流是数字式自动舵。

早期的机械式自动舵出现在上世纪二十年代到五十年代，虽然只能实现简单的比例控制，而且控制精度较低，但是却极大的解放了劳动力，降低了舵工的负担。

上世纪五十年代到七十年代间，由于电子学的发展，人们创新的把PID控制算法应用到自动舵中，使自动舵上升了一个台阶。

自上世纪七十年代以来，在这个时期，我们称自动舵为第三代自动舵。由于微型计算机的发展和成熟，也被逐步引入了自动舵中，取得了非常好的效果。硬件设计趋向模块化，功能也更齐全。同时由于控制理论的发展，已经可以根据环境来自适应调节参数，控制效率大大提高。

3、航向控制

无人艇的自动控制及系统的稳定性一直是国内外学者的关注重点，自自动舵诞生，各国就不断尝试将各种智能算法应用于自动舵中，以实现对无人艇的精确控制。至今无人艇的运动控制任然吸引着一批又一批的研究人员。

无人艇的运动控制是个复杂的问题，而对于无人艇的控制，最基本的莫过于航向和航速的控制，也是控制理论应用较早且取得很好了效果的方面。智能控制技术作为一种仿人智能的新型控制技术,在对于难以建模、不确定、非线性时变等系统的控制中取得了良好的控制效果,从而成为近年来控制理论的一个研究热点[2]。我们相信，将智能控制技术应用于无人艇的控制会取得突破性的研究成果。