本實(shí)用新型涉及一種新型結(jié)構(gòu)的、利用太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)功能的無(wú)人船系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)國(guó)際上對(duì)無(wú)人汽車、無(wú)人飛機(jī)等的研究有了許多重要突破，但在無(wú)人水面船(Unmanned Surface Vehicle，簡(jiǎn)稱USV)方面，由于研宄對(duì)象及環(huán)境的復(fù)雜性，數(shù)十年來(lái)，取得的成果還難與無(wú)人機(jī)、無(wú)人車和無(wú)人潛水機(jī)器人媲美。

無(wú)人船作為一種新概念船，可謂是船舶發(fā)展的一個(gè)新的里程碑。無(wú)人船也可稱為水面機(jī)器人，它是依靠自主方式在水面航行的無(wú)人化、智能化的平臺(tái)，主要用于各種水域環(huán)境下執(zhí)行一些危險(xiǎn)以及不適于載人船只執(zhí)行的任務(wù)。

在無(wú)人船領(lǐng)域，當(dāng)前主要存在以下的技術(shù)難題：

1、目前無(wú)人船存在最大的缺點(diǎn)就是因?yàn)榇w較小，無(wú)法攜帶足夠的燃料，因此航行時(shí)間和續(xù)航里程是極為有限的。而我國(guó)海洋范圍廣闊，特別是在南海地區(qū)，需要大范圍的監(jiān)控，因此航程的限制極大地影響了無(wú)人船在海洋領(lǐng)域的大范圍的應(yīng)用。

2、由于現(xiàn)有的無(wú)人船主要是以內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力，攜帶大量燃料，因此降低了無(wú)人船的有效載荷。而在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)由于自身排出的廢氣或者油污會(huì)影響水體或者空氣采樣的準(zhǔn)確性。另外燃料的補(bǔ)給使得系統(tǒng)的使用成本非常高，維護(hù)非常復(fù)雜。

3、智能化是無(wú)人船的重中之重，也是研究中的最大難點(diǎn)，由于無(wú)人船要具備在極其惡劣的海況條件下安全航行的能力，并完成相應(yīng)的使命任務(wù)，而且在遠(yuǎn)程、超出人的視距范圍時(shí)還能精準(zhǔn)的進(jìn)行自主導(dǎo)航、規(guī)避障礙物等，因此實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)航行中各種氣象數(shù)據(jù)、進(jìn)行實(shí)時(shí)定位十分重要。

不難總結(jié)出，目前所有無(wú)人船存在最大問(wèn)題就是航程的限制，由于無(wú)人船多采用內(nèi)燃機(jī)或者蓄電池單一的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為動(dòng)力，因此航程很難達(dá)到1000公里以上。無(wú)人船只是一個(gè)水面移動(dòng)平臺(tái)，還需要搭載任務(wù)設(shè)備，因此自身對(duì)電力供應(yīng)要求也比較高。任務(wù)設(shè)備的增加不僅會(huì)使燃料的裝載進(jìn)一步降低，而且會(huì)對(duì)航程有更加不利的影響。如何制作新型能源供能以達(dá)到超長(zhǎng)續(xù)航能力的、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的無(wú)人船是無(wú)人船創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有無(wú)人船續(xù)航能力有限、供能緊張技術(shù)的不足，旨在提供一種太陽(yáng)能與風(fēng)能互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)方式以實(shí)現(xiàn)無(wú)限續(xù)航里程。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種新型風(fēng)光互補(bǔ)功能無(wú)人帆船結(jié)構(gòu)，包括硬件控制器、監(jiān)測(cè)平臺(tái)、翼帆、太陽(yáng)能板、通過(guò)太陽(yáng)能板支架、無(wú)人船船體、翼帆控制裝置、尾舵、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器以及儲(chǔ)能裝置。硬件控制器、監(jiān)測(cè)平臺(tái)是其控制系統(tǒng)主要組成，翼帆、翼帆控制裝置是其翼帆動(dòng)力系統(tǒng)主要組成，太陽(yáng)能板、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器、儲(chǔ)能裝置是其風(fēng)光儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要組成。所述太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器、儲(chǔ)能裝置固定于無(wú)人船船體的骨架上，太陽(yáng)能板通過(guò)太陽(yáng)能板支架固定于無(wú)人船船體上，電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)安裝在翼帆控制裝置上，翼帆控制裝置安裝在無(wú)人船船體上，監(jiān)測(cè)平臺(tái)、翼帆與翼帆控制裝置之間為機(jī)械連接，監(jiān)測(cè)平臺(tái)、翼帆控制裝置、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器與硬件控制器為電氣連接。

所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)，包括在傳感器安裝方管上依次安裝有風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、光照度傳感器以及無(wú)人船位姿檢測(cè)儀。風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、光照度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)航行水域的氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)而充分利用風(fēng)能、光能對(duì)無(wú)人船循環(huán)供能；無(wú)人船位姿檢測(cè)儀集成了陀螺儀、電子羅盤、加速度傳感器以及GPS定位器，通過(guò)信號(hào)采集模塊將陀螺儀、電子羅盤、加速度傳感器三個(gè)傳感器數(shù)據(jù)采集到控制系統(tǒng)中，利用卡爾曼濾波技術(shù)進(jìn)行無(wú)人船的姿態(tài)解算，得到無(wú)人船的航向、俯仰、橫滾三個(gè)軸的信息，用于船體姿態(tài)的控制，而位置檢測(cè)是通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)位置檢測(cè)模塊將無(wú)人船的經(jīng)緯度坐標(biāo)讀入中心控制器，然后經(jīng)由GPRS模塊發(fā)送給監(jiān)控終端，監(jiān)控終端的操作人員將任務(wù)指令如目標(biāo)地點(diǎn)、巡航路線等下發(fā)到無(wú)人船中。

所述無(wú)人船翼帆控制裝置包括機(jī)械盒、內(nèi)管、外管、上外殼、單軸電機(jī)、翼帆旋轉(zhuǎn)齒輪、翼帆旋轉(zhuǎn)編碼器。其中，所述內(nèi)管嵌套在外管的內(nèi)部，外管穿過(guò)無(wú)人船的翼帆作為整個(gè)無(wú)人船的桅桿，內(nèi)管上端與監(jiān)測(cè)平臺(tái)的傳感器安裝方管相固定，下端與翼帆旋轉(zhuǎn)編碼器相固定，單軸電機(jī)通過(guò)翼帆旋轉(zhuǎn)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)翼帆旋轉(zhuǎn)，當(dāng)翼帆轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼器工作以采集翼帆的旋轉(zhuǎn)角度信息，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向、航向、無(wú)人船的姿態(tài)，控制系統(tǒng)解算出翼帆的最佳攻角，進(jìn)一步給出翼帆轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，通過(guò)控制器控制舵機(jī)完成翼帆的控制動(dòng)作。

所述無(wú)人船包括一套太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，其中包含太陽(yáng)能板、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器和太陽(yáng)能板支架。在翼帆的兩個(gè)表面上分別貼有柔性薄膜太陽(yáng)能電池，另外在前后甲板上也貼有同樣材質(zhì)的太陽(yáng)能電池。不同部位的太陽(yáng)能電池板根據(jù)功率和電壓等級(jí)的不同分別進(jìn)行串并聯(lián)組合，組成太陽(yáng)能電池陣列。每個(gè)太陽(yáng)能電池分別通過(guò)太陽(yáng)能電池功率優(yōu)化器控制，使之能夠降低因翼帆等設(shè)備的陰影所產(chǎn)生的發(fā)電量損失。

所述無(wú)人船電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)包括水下推進(jìn)器安裝板、推進(jìn)器支桿、沉鉛、帶漿電機(jī)。沉鉛與電機(jī)均安裝在推進(jìn)器支桿上，兩臺(tái)電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)器，分別通過(guò)推進(jìn)器安裝板固定在翼帆控制裝置的兩側(cè)，這樣兩臺(tái)推進(jìn)器不僅可以控制無(wú)人船的航行，還可以控制無(wú)人船的轉(zhuǎn)向，甚至可以原地轉(zhuǎn)向，另外也可以起到無(wú)人船的壓載作用，用以平衡翼帆上所受到的傾轉(zhuǎn)力矩。電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)無(wú)人船在無(wú)風(fēng)條件下航行，也可以通過(guò)差速進(jìn)行主動(dòng)轉(zhuǎn)向和被動(dòng)轉(zhuǎn)向，也可以在風(fēng)較大時(shí)進(jìn)行間接風(fēng)力發(fā)電。

所述無(wú)人船船體采用玻纖維材質(zhì)，船體作為無(wú)人船各個(gè)部分的主要載體，船體內(nèi)部包含骨架作為各個(gè)控制器安裝及支撐框架。

本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)一種新型風(fēng)光互補(bǔ)供能無(wú)人帆船的控制方法，根據(jù)所述的一種新型風(fēng)光互補(bǔ)供能無(wú)人帆船的結(jié)構(gòu)，其相應(yīng)的控制方法為：監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航行氣象數(shù)據(jù)、位姿位置信息并返回控制中心，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)照度、時(shí)間等信息自主規(guī)劃路徑，對(duì)無(wú)人船的航跡、航速、能量、推進(jìn)模式等進(jìn)行優(yōu)化管理，使得系統(tǒng)能夠最大限度地保證任務(wù)的完成；

所述一種新型風(fēng)光互補(bǔ)供能無(wú)人帆船，采用太陽(yáng)能直接發(fā)電與風(fēng)能間接發(fā)電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合儲(chǔ)能裝置，可以為無(wú)人船任務(wù)載荷提供無(wú)限電能保障，在風(fēng)速較大時(shí)，通過(guò)多層次優(yōu)化策略確定推進(jìn)模式為：風(fēng)力推進(jìn)-電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)電模式，此時(shí)關(guān)閉電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)上帶漿電機(jī)的硬件系統(tǒng)控制下的工作狀態(tài)，使其處于自由狀態(tài)，無(wú)人船利用翼帆產(chǎn)生前進(jìn)動(dòng)力，當(dāng)無(wú)人船前進(jìn)時(shí)帶動(dòng)電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)的帶漿電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)出動(dòng)力，利用電力電子裝置進(jìn)行升壓控制從而進(jìn)行間接發(fā)電，該模式不需要增加任何硬件系統(tǒng)即可以利用風(fēng)能間接發(fā)電，從而保證了控制系統(tǒng)以及任務(wù)載荷系統(tǒng)對(duì)電能的需求，與此同時(shí)太陽(yáng)能板又可吸收光能對(duì)整個(gè)無(wú)人船進(jìn)行直接供能，保證在風(fēng)速較低時(shí)通過(guò)儲(chǔ)存的太陽(yáng)能來(lái)維持系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

所述一種新型風(fēng)光互補(bǔ)供能無(wú)人帆船，采用雙電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)，在翼帆控制裝置的機(jī)械盒的兩側(cè)均安裝電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)，通過(guò)差速進(jìn)行轉(zhuǎn)向，可以解決低速航行時(shí)舵效率降低的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，使無(wú)人船定位精度較高。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型采用風(fēng)能和太陽(yáng)能雙動(dòng)力互補(bǔ)推進(jìn)，可靠性高，具有無(wú)限的續(xù)航里程。

本實(shí)用新型采用太陽(yáng)能直接發(fā)電與風(fēng)能間接發(fā)電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合儲(chǔ)能裝置，可以為無(wú)人船任務(wù)載荷提供無(wú)限電能保障。

本實(shí)用新型的采用太陽(yáng)能一體化翼帆結(jié)構(gòu)，使推進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)更加緊湊。

本實(shí)用新型采用雙電推進(jìn)裝置，通過(guò)差速進(jìn)行轉(zhuǎn)向，可以解決低速航行時(shí)舵效率降低的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，使無(wú)人船定位精度較高。

本實(shí)用新型太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器根據(jù)不同部位所安裝的太陽(yáng)能電池進(jìn)行功率優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)陰影遮擋條件下的每塊太陽(yáng)能電池的最大功率點(diǎn)分別進(jìn)行追蹤控制，從而提高續(xù)航能力。

本實(shí)用新型的首次提出了利用電推進(jìn)裝置進(jìn)行發(fā)電。

附圖說(shuō)明

圖1是所述無(wú)人船系統(tǒng)框圖；

圖2是所述無(wú)人船整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是所述無(wú)人船等軸測(cè)視圖；

圖4是所述無(wú)人船三視圖；

圖5是所述無(wú)人船監(jiān)測(cè)平臺(tái)；

圖6是所述無(wú)人船太陽(yáng)能電池板；

圖7是所述桅桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

圖8是所述桅桿驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部組成示意圖；

圖9是所述無(wú)人船推進(jìn)裝置示意圖；

圖10是所述無(wú)人船太陽(yáng)能電池板安裝架；

圖11是所述無(wú)人船船體示意圖；

圖12是所述船體內(nèi)部骨架示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件：1、無(wú)人船整體2、船體陳列架3、硬件控制器4、監(jiān)測(cè)平臺(tái)5、翼帆6、太陽(yáng)能板7、太陽(yáng)能板支架8、船體9、翼帆控制裝置10、尾舵11、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)12、風(fēng)速儀13、風(fēng)向儀14、光照度傳感器15、傳感器安裝方管16、外管17、內(nèi)管18、機(jī)械盒19、上安裝殼20、單軸電機(jī)21、翼帆旋轉(zhuǎn)齒輪22、翼帆旋轉(zhuǎn)編碼器23、安裝孔24、水下推進(jìn)器支桿安裝孔25、水下推進(jìn)器安裝板26、推進(jìn)器支桿27、沉鉛28、帶漿電機(jī)29、船體內(nèi)部骨架30、無(wú)人船位姿檢測(cè)儀31、儲(chǔ)能裝置32、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的介紹。

如圖1所示本實(shí)用新型所述的一種新型風(fēng)光互補(bǔ)供能無(wú)人帆船，包括控制系統(tǒng)、翼帆動(dòng)力系統(tǒng)、風(fēng)光儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、船體。

如圖2所示為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括無(wú)人船整體1和船體陳列架2兩部分組成。船體陳列架2主要用于當(dāng)無(wú)人船1不進(jìn)行航行，在陸地?cái)R置時(shí)，搭載無(wú)人船進(jìn)行裝配、維修、調(diào)試的作用所述船體陳列架2主要由鋁型材組成，輕便、易裝卸。

如圖3所示，無(wú)人船整體1其構(gòu)成包括硬件控制器3、監(jiān)測(cè)平臺(tái)4、翼帆5、太陽(yáng)能板6、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器32、太陽(yáng)能板支架7、船體8、翼帆控制裝置9、尾舵10以及電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11。硬件控制器3、監(jiān)測(cè)平臺(tái)4構(gòu)成控制系統(tǒng)，翼帆5、翼帆控制裝置9構(gòu)成翼帆動(dòng)力系統(tǒng)，太陽(yáng)能板6、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器32、儲(chǔ)能裝置31構(gòu)成風(fēng)光儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)平臺(tái)4、翼帆控制裝置9、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器32與硬件控制器3之間為電連接。其中，監(jiān)測(cè)平臺(tái)4主要用于實(shí)時(shí)檢測(cè)無(wú)人船1在水面航行時(shí)，周圍的氣象情況，借此充分利用太陽(yáng)能與風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)高效的風(fēng)光互補(bǔ)供能驅(qū)動(dòng)。翼帆5和翼帆控制裝置9安裝在船體8上，控制無(wú)人船體8航行的方向，無(wú)人船船體8采用玻纖維材料，輕便易加工。電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11安裝在翼帆控制裝置9的兩側(cè)，太陽(yáng)能板6通過(guò)安裝架7安裝在無(wú)人船船體8上，用于吸收儲(chǔ)存太陽(yáng)能。尾舵10安裝在無(wú)人船船體8的末端，用于調(diào)節(jié)無(wú)人船1的航行，無(wú)人船尾舵10可以實(shí)現(xiàn)左右的擺動(dòng)。硬件控制器3中主要集成了用于控制無(wú)人船1各部分的硬件電路。

如圖5所示，監(jiān)測(cè)平臺(tái)4包括風(fēng)速儀12，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)航行環(huán)境的風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速儀12檢測(cè)風(fēng)速不同時(shí)，無(wú)人船1的航行將切換不同的航行模式以適應(yīng)水面的風(fēng)速環(huán)境。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)，翼帆5的調(diào)整旋轉(zhuǎn)幅度增大，以便快速調(diào)整方向，同時(shí)航行的動(dòng)力主要依靠于風(fēng)能，而不再使用電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11；風(fēng)速較小時(shí)，翼帆5的調(diào)整旋轉(zhuǎn)幅度減小，以便穩(wěn)定無(wú)人船1的航行狀態(tài)。監(jiān)測(cè)平臺(tái)4還包括光照度傳感器14，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)水上光照強(qiáng)度，從而調(diào)整太陽(yáng)能電池板6的吸收太陽(yáng)能的控制策略。監(jiān)測(cè)平臺(tái)4還包括風(fēng)向儀13，用于檢測(cè)航行時(shí)的風(fēng)向。監(jiān)測(cè)平臺(tái)4還包括無(wú)人船位姿檢測(cè)儀30，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)無(wú)人船1的位姿及位置信息，從而規(guī)劃無(wú)人船1的路徑以及控制算法。風(fēng)向儀13、光照度傳感器14、風(fēng)速儀12、無(wú)人船位姿檢測(cè)儀30均安裝在傳感器安裝方管15上。

如圖7和圖8所示，翼帆控制裝置9包括外管16、內(nèi)管17、機(jī)械盒18、上外殼19、單軸電機(jī)20、翼帆旋轉(zhuǎn)齒輪21、翼帆旋轉(zhuǎn)編碼器22、水下推進(jìn)器支桿安裝孔24。內(nèi)管17嵌套在外管16的內(nèi)部且固定連接，外管16穿過(guò)翼帆5，作為翼帆5旋轉(zhuǎn)軸桿，內(nèi)管17上端與氣象檢測(cè)平臺(tái)4的傳感器安裝方管15相固定，下端與翼帆控制裝置9的翼帆旋轉(zhuǎn)編碼器22相固定，翼帆旋轉(zhuǎn)齒輪21一端與翼帆固定，一端與單軸電機(jī)20固定，單軸電機(jī)20的工作帶動(dòng)翼帆旋轉(zhuǎn)齒輪21的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)內(nèi)管17和外管16轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)翼帆5的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)翼帆5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，翼帆旋轉(zhuǎn)編碼器22工作，來(lái)檢測(cè)翼帆5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

如圖9所示，電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11包括水下推進(jìn)器安裝板25、推進(jìn)器支桿26、沉鉛27、帶漿電機(jī)28。水下推進(jìn)器安裝板25通過(guò)翼帆控制裝置9的水下推進(jìn)器支桿安裝孔24與機(jī)械盒18相固定，沉鉛27與電機(jī)28均安裝在推進(jìn)器支桿26上。

如圖12所示，船體內(nèi)部骨架29安裝在無(wú)人船船體8的內(nèi)部，主要用于安裝固定無(wú)人船1的各部分硬件控制器3以及太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器32。

所述一種新型風(fēng)光互補(bǔ)供能無(wú)人帆船主要包括以下控制策略：

策略1：通過(guò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)4與硬件控制器3進(jìn)行無(wú)人船1的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制；

策略2：通過(guò)翼帆動(dòng)力系統(tǒng)、風(fēng)光儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)人船動(dòng)力供應(yīng)及太陽(yáng)能直接與風(fēng)能間接互補(bǔ)發(fā)電；

策略3：通過(guò)雙電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。

通過(guò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)4與硬件控制器3進(jìn)行無(wú)人船1的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制包括以下步驟：

步驟A1：監(jiān)測(cè)平臺(tái)4實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航行氣象數(shù)據(jù)、位姿位置信息并返回硬件控制器3；

步驟A2：硬件控制器3根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)照度、時(shí)間等信息自主規(guī)劃路徑，對(duì)無(wú)人船1的航跡、航速、能量、推進(jìn)模式等進(jìn)行優(yōu)化管理。

通過(guò)翼帆5、太陽(yáng)能板6、太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器32、風(fēng)速儀12、電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11進(jìn)行太陽(yáng)能直接發(fā)電與風(fēng)能間接發(fā)電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)互補(bǔ)供電的方法包括以下步驟：

步驟B1：在風(fēng)速較大時(shí)，硬件控制器3關(guān)閉電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11中帶漿電機(jī)28的工作狀態(tài)，使其處于自由狀態(tài)，無(wú)人船1利用風(fēng)能帶動(dòng)翼帆5產(chǎn)生前進(jìn)動(dòng)力；

步驟B2：當(dāng)無(wú)人船1前進(jìn)時(shí)帶動(dòng)電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11的帶漿電機(jī)28旋轉(zhuǎn)發(fā)出動(dòng)力從而進(jìn)行風(fēng)能間接發(fā)電，硬件控制器3將所發(fā)的電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能裝置31中；

步驟B3：同時(shí)太陽(yáng)能板6吸收光能，通過(guò)太陽(yáng)能功率優(yōu)化控制器32對(duì)整個(gè)無(wú)人船1進(jìn)行直接供電，硬件控制器3將未使用的電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能裝置31中，保證在風(fēng)速較低時(shí)通過(guò)儲(chǔ)存的太陽(yáng)能來(lái)維持系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

通過(guò)雙電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制的控制方法是通過(guò)差速進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，無(wú)人船1實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)彎包括以下步驟：

步驟C1：當(dāng)無(wú)人船1直線航行時(shí)，硬件控制器3控制左側(cè)電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11的帶漿電機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)；

步驟C2：硬件控制器3控制右側(cè)電驅(qū)動(dòng)水下推進(jìn)系統(tǒng)11的帶漿電機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)，使其右側(cè)的帶漿電機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)速率低于左側(cè)或者使其右側(cè)的帶漿電機(jī)28停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

步驟C3：無(wú)人船1即可實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)彎的運(yùn)動(dòng)。