曾 宏，秦梓荷，蒋 一，黄 坚

（1．珠海云洲智能科技股份有限公司，广东珠海 519000；2．中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082）

0 引言

近10年来，无人系统的研发得到了极大程度的发展，其中作为核心内容的运动控制问题在控制学界得到了密切的关注。无人艇作为无人驾驶领域的一个重要研究方向，其运动控制的主要研究点包括路径规划、路径跟踪和编队航行等[1-4]。国内外成型的无人艇，大多采用喷水推进滑行艇的基本船体形式，因此重点研究喷水推进无人艇的运动控制具有十分重要的意义。

在控制器设计方面，喷水推进无人艇与常规的螺旋桨推进船舶有一定的差异。与常规固定螺旋桨不同，喷水推进器能为船舶提供矢量推力。通过改变喷口射流方向产生转艏力矩，从而喷水推进船不需要安装舵机，然而推力偏角会产生横向推力，造成纵向推力与转艏力矩具有耦合关系，加大了控制器设计的难度。

针对水面无人艇及无人潜器的运动控制，可使用PID（Proportion Integral Differential）、自适应、反步法和自抗扰等控制方法，且已有大量的研究文献[5-7]。然而，以上文献都只将控制算法执行到控制力/力矩设计的层面，对具体硬件的控制则未加考虑。

要研究喷水推进船的运动控制，首先需要喷水推力大小与主机转速的关系。针对该问题，高双[8]及BA等[9]研究了特定航速下喷水推进器的推力计算问题。然而，虽然喷水推力大小虽然由主机转速直接决定，还受到进水口流速（即船体航速）的影响。……