针对无人艇（USV）在复杂环境（如风速变化和初始位置偏差等不确定因素）下路径跟随精度和稳定性不足的问题，提出一种基于时变侧滑角补偿的自适应视线（TSC-ALOS）制导算法。

首先，引入基于实时风速、风向测量数据的时变侧滑角补偿机制，改进形成 TSC-ALOS 算法，动态补偿环境扰动导致的侧滑角变化，优化USV期望航向输出。然后，设计基于比例微分（PD） 的航向控制器，将 TSC-ALOS 算法生成的期望航向转化为实际舵角控制，确保USV能快速、稳定跟踪目标航向，实现从高层导航策略到低层控制执行的有效衔接。最后，利用实海域数值仿真，在无风、固定风和随机风3种工况下，分别对TSC-ALOS、ALOS和传统LOS算法进行性能对比，重点分析横向跟踪偏差与航向稳定性等指标。

仿真结果显示，在无风环境中，TSC-ALOS与ALOS算法的路径跟随精度均优于传统LOS，尤其在路径转弯处表现突出；在风速分别为8.37 m/s和16.73 m/s的固定风与随机风工况下，TSC-ALOS显著降低了横向跟踪偏差，展现出更强的抗扰动能力。在初始位置偏差的情形下，TSC-ALOS相较于ALOS和LOS算法的平均横向跟踪偏差分别降低了24.6%和36.8%。

TSC-ALOS算法在多种复杂环境下均表现出卓越的制导性能，尤其在应对环境干扰和位置偏差方面优势明显，为USV自主航行系统的研发提供技术支持的同时，也为算法的进一步优化提供了方向。

海上吊装作业时，波浪补偿装置对保障作业安全和延长作业窗口期意义重大。旨在系统剖析便携集成式波浪补偿装置，结合国内外研究现状，为我国相关研究及装备国产化提供有力支撑。

通过系统探讨便携集成式波浪补偿装置，详细阐述被动式、自适应式、主动式和混合式波浪补偿装置的工作原理，对比分析其优缺点；深入研究张力补偿、位置补偿和混合补偿在不同海上作业场景下的补偿原理与智能控制算法；分析国际主流产品特点，结合我国实际情况探讨发展现状；总结装置的特性与优势，展望未来研究方向。

研究发现，各类便携集成式波浪补偿装置在性能、适用场景等方面各有长短；不同补偿目标与海上作业场景紧密适配；国际市场产品成熟度高，而我国在该领域仍处于研发探索阶段。

该装置未来应朝着结构轻量化、模块化与标准化、稳定性与智能化控制发展，我国需强化技术创新，突破关键技术瓶颈，优化制造工艺，提升材料性能、密封技术和防腐能力，以推动相关装备国产化进程，增强我国在海洋工程领域的竞争力。

针对难以准确评估匿影对目标脉冲侦收影响的问题，研究匿影引起的目标脉冲损失概率。

分析匿影对目标脉冲分选的影响，结合侦察设备信号分选方法，确定目标脉冲损失判别准则；研究不同时序下目标脉冲被匿影波门擦除后输出波形序列，分析目标脉冲截余信号的变化规律，推导周期匿影波门引起的目标脉冲平均损失概率和目标周期脉冲损失概率、时变占空比匿影波门引起的目标脉冲平均损失概率的表达式；最后，对比分析目标脉冲各损失概率的计算与仿真实验结果，二者最大绝对偏差约为5.8×10⁻⁴，可忽略不计。

研究获得了目标脉冲损失概率和平均损失概率的数学模型，并验证了模型的准确性。

匿影对脉冲侦收损失影响的定量评估，为准确分析匿影条件下脉冲侦收漏警率提供了输入，也为侦察设备选用匿影措施决策提供了支撑。

旨在开展斜航作业下船舶冰载荷的准确预报和冰载荷特性研究。

以某极地船型为研究对象，应用离散元法对碎冰区船舶斜航状态下的冰载荷进行预报。首先，针对目标船型建立数值模型，通过对比试验数据验证其准确性；其次，设定不同的斜航角度、航速及冰厚，计算斜航过程中船舶受到的冰载荷；最后，分析不同漂角和冰厚条件下船舶冰载荷的分布特性及变化趋势。

研究显示，随着漂角的增大，船舶所受碎冰阻力及碎冰侧向力呈非线性增长；船模在航速0.6 m/s、海冰密集度70%，冰厚0.014 97 m条件下，在斜航工况15°漂角下，相比直航工况，碎冰阻力与碎冰侧向力增幅分别达4.25倍和6.04倍；船舶在大于10°漂角工况斜航作业下，提高航速或进入冰厚较大区域需注意碎冰阻力及迎冰侧碎冰侧向力突变可能造成的不利影响。

所做研究可为船舶在极地碎冰区斜航工况下的安全性评估提供数据支持，为斜航工况下极地船舶冰载荷预报与研究提供参考。

为从源头上抑制水动力噪声，提出一种基于多孔介质的泵喷推进器降噪方法。

通过将泵喷推进器定子叶片的金属前缘替换为多孔介质材料，以有效调控叶片尾流与导管内壁面的相互干涉，进而降低壁面压力脉动。采用大涡模拟和声学类比分析，开展基于定子叶片多孔介质前缘的流动与噪声控制分析，研究多孔介质对流场的调制机制和噪声抑制效果，得出孔隙率与进速系数等不同性质参数对水动力噪声控制的影响规律。

对比结果表明，定子前缘多孔介质的调控作用有效降低了导管壁面的低频段声压级分量和远场辐射噪声，其中泵喷推进器在垂直于旋转轴方向的噪声声压级的最大降幅为5.52 dB。

研究成果可为泵喷推进器的流动与水动力噪声控制提供参考。

针对自主水下航行器（AUV）在外部扰动和模型不确定性影响下与动态基座对接的控制问题，提出一种高性能的双闭环控制策略，以实现快速、稳定的位姿对接。

以“白豚100”对接系统为研究对象，建立AUV运动模型并描述动基座对接问题。基于快速非奇异积分终端滑模（FNITSM）面，设计运动学与动力学双闭环控制器，采用集中扰动自适应估计方法补偿外部扰动与模型不确定性的影响，并通过李雅普诺夫理论证明控制器的有限时间收敛特性。最后，基于“白豚100”系统特性开展仿真验证。

结果表明，所提双闭环控制方法能在10 s内实现AUV与动基座的位姿快速收敛，在20%推力饱和限制的时变外扰和20%模型不确定性条件下，仍能有效完成对接控制。稳态均方误差（MAE）为：位置误差0.142，0.103，0.0397 cm，姿态误差0.012°，0.054°；相比对照的非奇异积分终端滑模控制方法（NITSMC），位置误差分别降低75.7%，87.6%和95.3%，姿态误差分别降低96.5%和62.2%。

本文提出的基于自适应快速非奇异积分终端滑模控制方法（AFNITSMC）的双闭环控制在应对外部扰动与模型不确定性的动基座对接问题时，具有优异的控制性能和良好的工程应用前景。

多区间观测的水下动态航行过程产生多源异类数据，因时间异步、系统误差未知等因素导致航迹交叉或分叉，造成连续变化过程难以刻画以及局部特征点难以识别。针对这一问题，提出一种基于函数化重构的水下数据融合算法。

通过选取多项式函数与样条函数进行匹配分析、建模设计及系数辨识，实现水下全航段轨迹的一致性表达，解决高动态参数序列变化不连续以及重合段数据模糊的问题。

数值分析结果表明，基于多项式函数和样条函数的融合结果比数据级融合结果更加光滑、连续，合理刻画了数据重合段的状态变化，并保留了非重合段的运动特征。经与滑动平均滤波算法比对，基于函数化重构的融合处理与滑动滤波处理均能够提供准确、平滑的参数序列，但在速度与加速度的一致性表达方面，前者相对于后者更有优势。经海上实验验证，综合运用多项式函数与样条函数融合方法，在有观测数据航段获得了特征点速度精度优于5%的再分析航迹，在后续无观测数据航段获得了特征点速度精度优于15%的预测航迹。

所提方法对于水下复杂动态航行的多源、多区间数据的处理与分析有一定应用价值，也适用于航行状态的短时估计。

为了探究无人水下航行器（UUV）面临的水下环境复杂、因自身特性导致执行机构故障频发的问题以及UUV安全航行问题，研究欠驱动UUV在洋流扰动、模型不确定和执行器故障下的预设性能路径跟踪容错控制，设计一种结合改进预设性能函数和障碍李雅普诺夫函数的路径跟踪容错控制器，实现全状态约束的容错控制。

设计一种新的预定义时间扰动观测器，用以观测UUV路径跟踪的集总扰动，包括洋流扰动、模型参数摄动、未建模动力学和执行器故障引起的推力损失。将带有执行器故障的集总不确定项引入预设性能容错控制器进行补偿以实现容错控制，将路径跟踪全状态误差限制在预设边界之内。

仿真结果表明UUV的位置误差、姿态角误差及角速度误差均能快速收敛并严格限制在预设的安全边界内，其中位置误差稳态边界为1 m，姿态角误差边界为0.05 rad。当执行器出现80%推力损失时，扰动观测器能快速估计集总扰动，控制器在1 s内完成补偿，路径跟踪偏差未显著增大，最大瞬态误差不超过预设值的20%。

验证了所提方法对执行器故障的强鲁棒性，通过统一扰动观测与预设性能约束，简化了容错架构，实现故障快速响应与全状态安全约束的双重目标，为UUV在复杂环境下的高可靠性航行提供了普适性解决方案。