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水面无人艇的建模与运动特性仿真的任务书
任务书
一、任务概述
水面无人艇（USV）是一种无人控制的自主水面船舶，具有自主控制和自主导航的能力。它由机械、电子、通信等多学科领域组成，是现代智能化水面交通工具的重要组成部分。针对水面无人艇的特点和需求，本任务书旨在进行水面无人艇的建模与运动特性仿真。
二、任务内容
1.水面无人艇建模
基于机械、电子、通信等多学科领域的知识，使用系统工程学的方法，对水面无人艇进行建模。建立基于MATLAB/Simulink软件的水面无人艇数学模型，分析艇体、动力系统、控制系统等各系统的结构和特性，并进行相应的参数设置。
2.水面无人艇仿真
利用已建立的数学模型，采用模拟仿真的方式，模拟水面无人艇的运动特性。主要包括艇体的姿态、速度、加速度等参数的仿真计算，模拟滑行、驶行和停泊等不同工况下的艇体的运动特性，并通过图表分析对仿真数据进行展示和分析。
3.仿真结果分析
分析仿真结果，探究不同工况下水面无人艇不同参数的影响，分析和评价其控制策略的优缺点。同时，结合实际应用场景，对仿真结果进行优化和改进，提高水面无人艇的控制精度和适应性。
三、任务要求
1.深入了解水面无人艇的工作原理及相关技术，能够熟练掌握系统工程学的建模方法和MATLAB/Simulink仿真工具。
2.掌握机械、电子、通信等多领域的知识，能够建立完整的水面无人艇数学模型，包括艇体、动力系统和控制系统等模块。
3.能够独立完成水面无人艇的仿真工作，包括仿真参数的设置、数据的模拟和图表分析等，同时能够根据实际应用场景优化仿真结果。
4.具有较强的分析和解决问题的能力，能够发现并解决仿真过程中出现的问题，提出改进意见。
四、任务时间
本任务时间为一个月，具体安排如下：
第1周：学习水面无人艇相关知识，进行建模方案的讨论和确定。
第2周-第3周：搭建MATLAB/Simulink仿真环境，建立水面无人艇数学模型和进行仿真计算。
第4周：对仿真结果进行分析比较，提出改进意见，并完善仿真报告。
五、任务成果
1.水面无人艇建模报告，包括建模方案和数学模型参数设置等。
2.水面无人艇仿真报告，包括仿真结果分析和改进意见等内容。
3.相关图表和仿真数据。
六、参考资料
1.《水面无人艇导论》，王越编，北京航空航天大学出版社，2016。
2.《水下、水面、空中无人艇技术手册》，苗永久编，人民邮电出版社，2018。
3.《MATLAB/Simulink从入门到精通》，刘立峰编，电子工业出版社，2019。