国外Lyngso公司投入巨资研制出的信息实时监控网格系统，功能强大，将信息采集与船体运动有效的结合，有效推动了水面无人艇的远程实时控制与监控的智能化水平。而Sperry公司的Seanet水域航行采集系统，通过实施屏幕显示的方式，将水面无人艇的运动信息与航行轨迹，绘制成图标的格式完成传输收集的任务，这无疑又将推动看USV智能化发展。

我国的无人艇智能化研究虽然起步较晚，与西方发达国家还有较大差距，但近几年发展有较大突破。哈尔滨工程大学的吴恭兴、邹劲等人提出分流系数法来研究无人艇的受力情况，推导出相应的表达式，建立无人艇六自由度的数学模型，设计基于该模型的无人艇视景仿真体系结构[21]-[35]。

大连海事大学的孙巧梅通过研究作用在无人艇上的各种力与力矩，建立无人艇六个自由度上的数学模型，并且采用MMG分离型机理建模方法，在Abkowitz模型的基础上把无人艇所受到的外力分解为作用在船体、螺旋浆与舵上的力，并考虑三者间相互影响，该方案为解决无人艇运动控制问题提供了一个有效方法.

1.4课题研究内容

无人艇在不同的工况下工作时，要保证自身有优良的稳性与耐波性。目前在对无人艇耐波性与稳性已公开的报道中，大多是进行相关的数值仿真或者进行相关的线下模型试验，然而尚未有专门的系统对其进行识别。本论文将通过构建一个关于无人艇运动时其稳性与耐波性远程监测与数据处理系统，将无人艇在运动过程中的稳性和耐波性性能相关的运动姿态参数实时传输到岸机并且实时进行数据处理。基于多目标优化求解算法，设计并编译稳性及耐波性辨识软件程序从而作为对无人艇稳性与耐波性远程实验室初步设计的研究，这对于无人艇的发展意义深远。

本论文的核心内容是一种水面无人艇的稳性与耐波性远程实验室初步研究。完成远程实验室仪器试验，并以无人艇横摇与纵摇的运动方程作为多目标函数，基于优化的辨识方法实时的对无人艇横摇与纵摇运动方程进行辨识且同步处理数据，比较两者差别，探究无人艇优良的性能。主要内容包括：

1、建立无人艇稳性、耐波性运动数学模型；

2、基于多目标优化求解算法，设计并编译稳性及耐波性辨识软件程序；

3、设计稳性及耐波性辨识试验数据采集系统页面，以便进行远程数据处理；

4、设计并制作出一艘无人艇艇模，在安装推进等系统后进行横摇等试验；

5、试验数据处理、无人艇稳性、耐波性运动模型参数辨识与验证。

1.5本章小结

本章首先阐述了对无人艇的研究是符合当下中国发展的国情，接着阐述了选题即无人艇稳性与耐波性远程实验室初步设计的理论意义与实用价值，然后分别从国内外无人艇总体发展的现状和国内外关于无人艇稳性与耐波性方面做出的研究入手，最后，提出本论文的主要研究内容。

第二章 水面无人艇模型设计与制作

2.1引言

小水线面双体船作为一种高性能船舶，其性能结合了水翼船、潜艇与双体船的性能优点，又在一定程度上克服了这三者的一些缺点，是一种优异的船舶形式。在实际任务中，无人艇可能需要面对各种海况，所以无人艇需要良好的耐波性与稳性，而小水线面双体船相对常规单体船具有良好的耐波性，故本论文利用“母型船改造法”由一艘小水线面双体船设计出一艘无人艇艇模。

2.2无人艇艇模设计与制作

2.2.1无人艇艇模选型

小水线面双体船由水下的两个潜体、上船体以及连接潜体与上船体的支柱。通过减小水线面面积来降低波浪对于船舶的扰动力与相应的扰动力矩来提高了小水线面双体船的耐波性。本论文采用“母型船改造发”进行设计，结合前期的研究，最终选定了一艘具有良好的稳性与耐波性的小水线面双体船作为本论文船模母型船，该母型船型线图如图2.1-2.3所示。