1、模糊控制领域的研究状况

模糊控制是以人的自然语言表达的控制策略。模糊控制的任务是利用计算机执行控制语言，实现对控制对象的控制和操作[4]。大多数学者认为模糊控制技术的发展大致经历了三个阶段：形成期（1974年以前）、发展期（1974－1979年）和高性能模糊控制阶段（1979年－现在）。

形成期，美国加州大学自动控制系教授扎德在1965年创立了模糊集合理论，在1973年进一步研究了模糊语言的处理提出语言变量概念，给出模糊推理的理论基础。发展期，自英国伦敦大学玛达尼教授创造了世界第一种适用于蒸汽机和锅炉的模糊控制器开始，模糊控制理论不断应用在反应炉温控制系统、马路十字路口交通管理等领域。

高性能模糊控制阶段，模糊控制得到广泛应用。特别是在1987年，致力于开发和研究模糊逻辑元件的日本富士电机，把模糊控制技术利用在仙台地铁线。仙台地铁线通过模糊控制系统控制列车的加速、刹车和停靠站台等。在仙台地铁开通后，各种家电的模糊控制产品不断被研制出来并投入市场，这些家电在节约资源、方便使用等方面广受好评。同时，研发和应用模糊控制系统的浪潮绵延到各种领域。例如，在各种熔炉、通信、汽车控制系统、核能领域等领域。从最初的经典模糊控制理论出现，模糊控制不断发展出模糊预测控制、专家模糊控制和神经网络自适应模糊控制等理论。从1992年美国召开的第一届IEEE模糊系统国际会议后，IEEE神经网络协会坚持在每年会议后在第二年出版发行极具影响力的IEEEFuzzySystems期刊[5]。

在模糊控制领域，我国获得有目共睹的飞速发展。我国获得了许多具有世界影响力的研究成果，引起学术界广泛关注，我国是世界共认的模糊控制领域研究发展的新锐劲旅。在1988年，模糊理论的研究被列入著名的“863”计划。在1989年，我国的第一个国家级模糊实验室在北京师范大学建立[4]。

2、船舶航向控制领域的研究状况

无人艇的运动控制问题主要包括：航向与航速控制；智能航行，航程规划；轨迹跟踪；路径追踪；航行姿态镇定；无人艇编队多智能体协同控制等内容。本文主要讨论水面无人艇的航向控制[2]。

受到在危险环境中减少人为干预的需求，以及实现更准确和有效的控制，水面无人艇航向控制器已经经历了技术演变，从古典比例积分微分（PID）控制器到更复杂鲁棒和自适应控制，其中人工智能技术发挥了重要作用。

目前，无人艇航向控制的主要研究法有：PID控制法以及PID改进控制法、李雅诺夫直接法、Backstepping设计法、神经网络控制法、自适应控制法、模糊控制法等。S.Kumarawadu等人[6]针对某型三体半潜式无人艇，讨论了该无人艇在不同受力方向作用下的航向控制问题。S.Kumarawadu等人基于李雅诺夫函数设计了一种航向

控制器。这种控制方法设计的控制器保证了航向运动的稳定性。

SoohongPark等人[7]为研究了无人艇的航向控制选择了某种海洋探测型无人艇。SoohongPark提出了一种模糊自适应PID控制方法。这种控制法建立在一种航向的一阶线性操纵响应模型的基础上。仿真试验的结果表明模糊自适应PID控制方法与普通PID控制器相比，模糊PID具有更好的控制性能。

在国内，高双等人[8]通过模糊PID控制方法设计了无人艇艏向控制器，并进行了实验仿真。他们利用神经网络控制和模糊控制技术，实现了対无人艇的精确控制。

齐军同等人[9]研究了一艘无人三体船的控制问题。他们分别设计了无人三体船的航速和航向PID控制器。经过收集大量数据，建立了可预先设置航行轨迹的控制系统。