内容概要：本文详细介绍了基于Simulink平台实现无人船非线性模型预测控制(NMPC)的方法和技术要点。主要内容涵盖船体动力学方程的建立、预测控制器的设计、权重矩阵的配置、输入约束的处理以及各种调试技巧。文中强调了NMPC相较于传统控制方法的优势，特别是在处理非线性和复杂约束条件方面的能力。同时，作者分享了许多实际应用中的经验和优化建议，如通过调整权重矩阵改善轨迹跟踪性能、利用松弛变量处理障碍物规避等问题。 适合人群：从事无人船研究、自动化控制领域的研究人员和工程师，尤其是对非线性模型预测控制感兴趣的读者。 使用场景及目标：适用于需要精确控制无人船轨迹的应用场合，如海洋测绘、环境监测等。主要目标是提高无人船在复杂海况下的轨迹跟踪精度和稳定性。 其他说明：文章提供了丰富的实战经验，包括如何解决常见的仿真问题（如控制量抖振）、如何选择合适的采样时间和预测时域等。此外，还提到了一些创新性的解决方案，如采用平滑过渡的tanh函数处理舵角约束，以及引入松弛变量来应对障碍物规避等挑战。

基于海事避碰规则的无人船动态路径规划系统：航向角显示与障碍物风险规避分析,无人船路径规划 动态路径规划，遵循海事避碰规则，显示船的航向角，避障点，复航点以及危险度 ,无人船路径规划; 动态路径规划; 海事避碰规则; 航向角显示; 避障点; 复航点; 危险度,基于海事避碰规则的无人船动态路径规划系统 本文深入探讨了基于海事避碰规则的无人船动态路径规划系统，特别关注了航向角显示与障碍物风险规避分析两个核心环节。无人船路径规划的动态路径规划是确保海上航行安全的关键技术，它要求无人船在复杂的海洋环境中，能够自主地做出合理的航向调整，以避免与其它船只或海上障碍物发生碰撞。此系统的核心在于遵循海事避碰规则，通过精确的算法和传感器网络来识别潜在的障碍物，并计算出一条避开这些障碍物的安全航线。 在动态路径规划过程中，无人船系统需要实时更新其周围环境的感知数据，其中包括障碍物的位置、运动轨迹和速度等信息。这些数据被用来计算避障点，也就是无人船需要改变航线以避免碰撞的地点。此外，复航点是指无人船完成避障动作后可以安全返回原定航线的位置。在规划过程中，系统还会评估不同路径的危险度，以选择最安全的航行路线。 航向角显示是无人船动态路径规划中的一个重要组成部分。通过实时显示当前航向角，操作者可以直观地了解无人船的航行方向，这对于手动干预或决策支持至关重要。航向角的调整必须与海事避碰规则保持一致，确保在规则允许的范围内进行。 在技术实现方面，动态路径规划需要依靠先进的算法来优化航行路线，同时考虑动态海洋环境和实时变化的海上交通状况。技术文档《无人船路径规划技术动态路径规划与避障策.doc》和《无人船路径规划的动态策略与海事避碰规则应用一.doc》可能详细介绍了这些技术的实现方法和策略。此外，《无人船路径规划技术.html》和《无人船路径规划动态路径规划遵循海事.html》可能是更为直观的网页格式文档，用于展示研究成果或提供更交互式的用户界面。 图片文件（1.jpg, 4.jpg, 5.jpg, 6.jpg, 7.jpg, 8.jpg）可能包含了展示路径规划效果的图表或仿真结果的截图，有助于直观理解无人船的路径规划过程和避碰效果。由于缺乏具体内容，我们无法确定这些图片的详细信息，但它们很可能是技术报告和文章中的关键插图。 由于给定的标签是"xbox"，这可能是一个无关的标签或者是一个错误。在当前的背景下，我们主要关注无人船的动态路径规划技术和海事避碰规则的应用。 无人船动态路径规划系统是一项集成了多种先进技术的复杂系统，它不仅涉及到复杂的算法和数据处理，还需要与海事法规紧密结合，确保无人船在执行任务时既高效又安全。随着无人船技术的不断发展，我们可以期待这一领域在未来将带来更多的创新和改进。

在现代航海技术领域，无人船和无人艇的研发与应用备受瞩目，它们利用先进的自动化控制技术，可以减少人员需求，提高海上作业的效率和安全性。无人船的路径跟踪控制是实现自主航行的关键技术之一，它需要依赖精确的导航算法和控制策略以确保船只能够按照预定路径行驶。 在路径跟踪控制的研究中，Fossen模型是一个经典的基于动力学的模型，它为无人船的运动模拟提供了理论基础。Fossen模型通过考虑到船体的动力学特性，如质量、惯性、流体动力以及作用在船体上的外力等因素，能够更准确地预测船只在水面上的行为。 为了提高路径跟踪的准确度和适应性，研究者们提出了基于观测器的直线前方观测（Line of Sight，LOS）制导技术，并结合反步法（backstepping）控制策略。LOS制导技术通过实时计算船只当前位置与目标路径之间的视线方向，使船只能够直线驶向目标点。然而，实际操作中存在着各种不确定性和干扰，因此需要实时估计和补偿这些干扰，以保证制导的精度，这正是观测器技术所擅长的。 反步法是一种自适应控制技术，它能够处理系统的不确定性，并提供一种系统化的设计方法来确保系统的稳定性和跟踪性能。通过逐步反向设计控制器，反步法能够设计出一系列中间虚拟控制量，并最终得到实际的控制输入，从而实现对系统状态的精确控制。 ELOS+（Enhanced Line of Sight plus）是一种改进的LOS制导策略，它结合了观测器技术和反步法控制，以提升无人船在复杂海洋环境中的导航能力。ELOS+不仅能够处理船只动力学模型的非线性特性，还可以有效应对环境干扰和测量误差，确保船只能够更加稳定和安全地沿着预定路径行驶。 在技术实现方面，Matlab和Simulink环境为无人船路径跟踪控制策略的仿真提供了强大的工具。Matlab作为一种高级的数学计算软件，拥有强大的矩阵运算能力和丰富的数学工具箱，适用于复杂的算法开发和数据分析。Simulink则是Matlab的一个附加产品，它提供了一个图形化的仿真环境，允许研究人员构建动态系统的模型，并模拟它们的实时行为。 通过使用Matlab和Simulink进行仿真，研究人员可以对路径跟踪控制策略进行设计、测试和验证，而不必在实际海况中进行试验，这样不仅节省了成本，还降低了风险。仿真结果可以帮助研究者优化控制算法，提高无人船的路径跟踪性能。 无人船和无人艇的路径跟踪控制技术，特别是基于Fossen模型和结合观测器的LOS制导以及反步法控制的ELOS+策略，在确保无人船自主安全航行方面扮演着至关重要的角色。而Matlab和Simulink在这一领域的应用，为相关技术的创新和实际应用提供了有力支持。随着控制算法和仿真技术的不断发展和完善，未来无人船技术将更加成熟，能够在更广泛的海域执行更多的任务。

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,,2023TRANS（顶刊） 基于人工势场和 MPC COLREG 的无人船复杂遭遇路径规划 MATLAB 源码+对应文献 船舶会遇避碰 船舶运动规划是海上自主水面舰艇（MASS）自主导航的核心问题。 本文提出了一种新颖的模型预测人工势场（MPAPF）运动规划方法，用于考虑防撞规则的复杂遭遇场景。 建立了新的船舶域，设计了闭区间势场函数来表示船舶域的不可侵犯性质。 采用在运动规划过程中具有预定义速度的Nomoto模型来生成符合船舶运动学的可跟随路径。 为了解决传统人工势场（APF）方法的局部最优问题，保证复杂遭遇场景下的避碰安全，提出一种基于模型预测策略和人工势场的运动规划方法，即MPAPF。 该方法将船舶运动规划问题转化为具有操纵性、航行规则、通航航道等多重约束的非线性优化问题。 4个案例的仿真结果表明，所提出的MPAPF算法可以解决上述问题 与 APF、A-star 和快速探索随机树 (RRT) 的变体相比，生成可行的运动路径，以避免在复杂的遭遇场景中发生船舶碰撞。 ,则性要求；基于TRANS（顶刊）；MPC；人工势场；COLREG；避碰规则；复杂遭遇场景路径规划；

在现代船舶技术的发展中，无人船舶已经成为一项重要的研究领域。随着计算机技术、自动控制技术以及人工智能技术的不断发展，无人船舶的研究也逐渐深入。本文主要探讨了无人船舶在操纵运动中的回转实验和Z型实验的模拟仿真，以及基于PID控制器的航向控制技术。 我们来看无人船舶操纵运动中的回转实验。在船舶操纵性研究中，Nomoto模型是分析船舶运动特性的重要手段。Nomoto模型主要分为线性和非线性两种类型。线性模型适用于小角度操纵时的情况，而非线性模型则能更准确地模拟大角度操纵时的复杂行为。通过利用Simulink仿真软件，研究者可以建立相应的模型，模拟无人船舶在各种操纵条件下的动态响应，从而预测其运动性能。 接下来是Z型实验，这是一种标准的船舶操纵性能评估方法。通过模拟船舶在特定速度和转向下的Z型运动轨迹，可以评估其操纵性和稳定性。在仿真过程中，研究者需要考虑诸如船舶质量、惯性、阻力系数等多种参数，确保模拟实验的准确性。 除此之外，基于PID（比例-积分-微分）控制器的航向控制技术是确保无人船舶稳定航行的关键。PID控制器通过调整控制输入（如舵角）来减少输出（船舶的实际航向）与期望航向之间的偏差。在实际应用中，可能需要根据不同的海洋环境和船舶状态动态调整PID参数，以获得最佳的控制效果。 从给出的文件名称列表中可以看出，文档内容涉及了对无人船舶操纵运动的研究、燃料电池模型以及多孔介质流动物理场的耦合分析等。其中，燃料电池模型和多孔介质流动物理场的耦合分析可能是从能源利用和推进系统角度对无人船舶进行的深入探讨。这显示了无人船舶研究的多学科交叉特性，不仅包括了传统的船舶操纵和控制系统，还涵盖了新能源技术和流体力学等前沿科技。 而文件中提及的“探索无人船舶的操纵运动回转与型实验仿真基.doc”、“船舶无人艇无人船线性及非线性响应型操纵运.html”、“探索船舶无人艇非线性响应与型实验的.txt”和“探索无人船舶操纵运动中的与响应模型基于仿.txt”等标题，都表明了研究者试图通过模拟仿真来深入理解无人船舶的操纵性能，并探索其操纵模型。 此外，“船舶无人艇无人船技术分析文章一引言随着科技.txt”和“船舶无人艇无人船技术分析线性及非线性响应型操纵运.txt”两篇文章可能包含了对无人船舶技术发展背景、研究现状以及未来趋势的综述和分析。 无人船舶技术的研究不仅需要深厚的理论基础，还需要不断的实践探索和技术创新。通过对无人船舶操纵运动的回转实验和Z型实验的模拟仿真，以及基于PID控制器的航向控制技术的研究，可以为未来无人船舶的设计和应用提供重要的理论和技术支持。

一种新型远程操控水质检测无人船.rar

QT项目：无人船数据采集登录管理系统

目前，无人航运业正处于发展初始阶段，但在不久的将来，该服务将会有巨大的市场。近日，挪威航运巨头威尔森集团（Wilhelmsen）和康士伯（Kongsberg）将联手建立全球首家无人船航运公司Massterly，这家新公司将于2018年8月全面投入运营。作为一家具有全新业务模式的创新企业，该公司的未来目标是为所有的船舶提供服务。

这是Gazebo+ROS+OpenGL的实现的逼真仿真，可以通过代码控制船的移动，并支持添加摄像头、激光雷达等传感器，验证自己的导航算法、图像识别算法。 技术支持联系1226930344@qq.com