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預(yù)測結(jié)果與海試數(shù)據(jù)對比

　　 

“海鷗”號無人帆船航速性能預(yù)測結(jié)果

　　近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所海洋機(jī)器人前沿技術(shù)中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)在無人帆船設(shè)計(jì)方面研究取得新進(jìn)展。相關(guān)成果以Towards a General Design Evaluation Tool: The Development and Validation of a VPP for Autonomous Sailing Monohulls為題發(fā)表在海洋工程領(lǐng)域期刊Applied Ocean Research上。

　　航行速度是單體無人帆船的一個(gè)重要性能指標(biāo)，它對無人帆船在海洋科學(xué)任務(wù)中的區(qū)域通過性、水團(tuán)跟蹤能力和觀測效率有較大影響。由于單體無人帆船的船體和龍骨的設(shè)計(jì)通常基于任務(wù)需求，采用傳統(tǒng)的、基于經(jīng)驗(yàn)公式和梯度求解器的速度預(yù)測程序（VPPs）來估計(jì)速度性能會導(dǎo)致較大的誤差。科研人員提出了一種通用的VPP，用于幫助設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)初始階段有效的評估特定設(shè)計(jì)在各種風(fēng)力條件下的速度性能。科研人員一是創(chuàng)新性地開發(fā)了一個(gè)增強(qiáng)的遺傳算法（GA）求解器，用來幫助VPP在沒有先驗(yàn)性能估計(jì)的情況下快速收斂；二是創(chuàng)新性地提出了一個(gè)基于鄰域信息的優(yōu)化（NIBO）策略，在獨(dú)立預(yù)測每個(gè)外界條件下的性能后，進(jìn)一步利用相鄰狀態(tài)（相同的真風(fēng)速或真風(fēng)角）的鄰域信息加速和優(yōu)化速度預(yù)測過程。基于“海鷗號”無人帆船的數(shù)值仿真和試驗(yàn)證明，該方法可以作為一個(gè)有效的無人帆船設(shè)計(jì)評估工具。 

　　沈陽自動化所海洋機(jī)器人前沿技術(shù)中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)自2018年起對面向海洋觀測的無人帆船的航行機(jī)理、設(shè)計(jì)與優(yōu)化等問題展開基礎(chǔ)性研究，并研發(fā)出一型樣機(jī)“海鷗號”。相關(guān)論文發(fā)表在海洋工程領(lǐng)域期刊Ocean Engineering和Applied Ocean Research上。 

　　該系列研究得到了國家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金等大力支持。