1. 本选题研究的目的及意义
随着海洋资源开发和海洋科学研究的不断深入，自主水下航行器（AUV）作为一种重要的工具，其应用范围日益广泛，涵盖了海洋资源勘探、水下目标探测、海底地形地貌测绘等多个领域。
AUV在复杂海洋环境中执行任务时，需要具备高度的自主性和可靠性，而水面控制系统作为AUV与外界交互的重要桥梁，对AUV的整体性能和任务完成质量起着至关重要的作用。
本选题研究面向某型自主水下航行器，旨在设计和开发一套高效、可靠的水面控制系统，以提升AUV的作业能力和智能化水平。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着AUV技术的快速发展，其水面控制系统的设计也受到了国内外学者的广泛关注。
1. 国内研究现状
国内在AUV水面控制系统方面的研究起步相对较晚，但发展迅速。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题研究的主要内容包括以下几个方面：
1.水面控制系统需求分析:对某型自主水下航行器的应用场景和任务需求进行分析，明确水面控制系统的功能需求、性能需求以及环境适应性需求，为系统设计提供依据。
2.水面控制系统总体设计:确定系统的硬件架构和软件架构，包括水面控制站、水下通信模块、人机交互界面、数据处理模块等组成部分，以及各模块之间的接口关系和数据流程。
3.水面控制系统详细设计与实现:根据系统总体设计方案，完成各模块的详细设计，并进行代码编写和调试。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、实验研究和仿真验证相结合的方法，按照以下步骤逐步开展：
1.需求分析阶段:通过查阅相关文献资料、分析某型AUV的性能参数和任务需求，确定水面控制系统的功能需求、性能指标以及环境适应性要求，为系统设计提供依据。
2.系统设计阶段:根据需求分析的结果，进行水面控制系统的总体设计，确定系统的硬件架构、软件架构、通信协议等。
采用模块化设计思想，将系统划分为不同的功能模块，并定义模块之间的接口关系和数据流程，为后续的详细设计奠定基础。
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.面向某型AUV的定制化设计:针对某型AUV的具体特点和应用需求，进行水面控制系统的定制化设计，提高系统的适用性和实用性。
2.高效可靠的通信协议设计:针对水声通信的特点和AUV的应用场景，设计高效可靠的通信协议，提高数据传输效率和可靠性，确保水面控制系统与AUV之间信息交互的实时性和稳定性。
3.智能化的航行控制算法:研究和应用先进的控制算法，例如模型预测控制、自适应控制等，提高AUV的航行控制精度和自主性，增强AUV对复杂海洋环境的适应能力。
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] 王树新, 张铭钧, 王栋, 等. 水下航行器控制技术研究现状与展望[J]. 控制理论与应用, 2020, 37(10): 2097-2112.
[2] 刘建华, 李晔, 陈彩莲. 基于虚拟样机技术的AUV控制系统仿真研究[J]. 中国造船, 2018, 59(02): 181-192.
[3] 郭威, 孟庆鑫, 程相勤. 基于改进蚁群算法的AUV三维路径规划[J]. 中国舰船研究, 2021, 16(01): 57-64 73.
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