智能船舶的自主编队控制方法研究与仿真开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着人工智能技术的飞速发展和船舶智能化程度的提升，智能船舶的自主编队控制已成为船舶航运领域的研究热点。

智能船舶的自主编队控制是指多艘智能船舶在无人干预的情况下，通过船间信息交互和协同控制，按照预定的队形和航线自主航行，完成海上运输、海洋探测、海上救援等任务。

本选题研究的目的及意义在于：

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着智能船舶技术的快速发展，国内外学者对智能船舶自主编队控制进行了广泛研究，并取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

国内对于智能船舶编队控制的研究起步较晚，但近年来发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题将围绕智能船舶自主编队控制的关键技术展开深入研究，主要内容包括以下几个方面：

1. 主要内容

1.智能船舶运动学和动力学模型研究：分析智能船舶的运动特性，建立适用于编队控制的船舶运动学和动力学模型，为后续控制算法设计提供基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、算法设计、仿真验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解智能船舶自主编队控制的研究现状、关键技术和发展趋势，为研究方向的确定和研究方案的设计提供参考依据。

2.理论研究阶段：研究智能船舶的运动学和动力学模型，分析不同编队队形的稳定性和可控性，研究基于leader-follower和行为法的编队控制策略，为算法设计奠定理论基础。

3.算法设计阶段：根据理论研究结果，设计具体的编队控制算法，包括虚拟leader的设计、通信拓扑结构的选择、行为设计与融合策略等，并对算法进行理论分析和验证。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.针对智能船舶的特点，构建适用于编队控制的船舶运动学和动力学模型，提高模型的准确性和可靠性，为编队控制算法的设计提供更精确的船舶运动描述。

2.提出基于改进型leader-follower的编队控制方法，优化虚拟leader的设计，并结合智能算法对通信拓扑结构进行优化，提高编队的稳定性和鲁棒性。

3.将行为法应用于智能船舶编队控制，设计针对性的编队行为，并提出新的行为融合策略，使智能船舶能够自主应对复杂环境和突发状况，增强编队的灵活性和适应性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 王超,王丹,万磊.海上无人船编队控制技术综述[j].舰船科学技术,2020,42(23):1-7.

2. 李荣,李世超.基于一致性的多无人艇编队控制[j].哈尔滨工程大学学报,2021,42(12):1620-1627.

3. 朱毅,孙寒冰,万磊,等.基于领航-跟随策略的usv协同路径跟随控制[j].船舶工程,2022,44(04):188-194.