针对具有非对角惯性矩阵和阻尼矩阵的欠驱动无人水面艇(USV)进行了轨迹跟踪控制方法的研究, 提出了基于广义动态逆和滑模变结构理论的控制器, 实现了闭环系统全局渐近稳定。同时, 通过引入动态尺度逆克服动态广义逆可能导致的系统奇异, 通过扰动零投影矩阵来避免零投影矩阵的不可逆问题。最后, 通过 Matlab/Simulink仿真证明了本文方法的有效性。

仅配备有纵向推进力和转船力矩装置的无人水面艇是典型的欠驱动系统，不能通过定常光滑反馈控制律镇定到平衡状态。本文针对一类惯性矩阵和阻尼矩阵非对角的欠驱动无人水面艇，设计了基于附加控制器和反步法的光滑时变跟踪控制律，在保证跟踪误差暂态性能的前提下，实现了曲线和直线情形下的轨迹跟踪。首先，通过状态变换将非对角模型转化为对角形式，并运用反馈线性化理论简化控制输入。其次，通过设计虚拟控制函数来镇定误差运动学方程，并通过引入障碍Lyapunov 函数(BLF)来保证跟踪误差满足规定的性能。然后，通过在误差镇定函数中引入虚拟控制量解决了系统的欠驱动问题，稳定性分析表明本文控制策略能够保证闭环系统中的所有状态是一致最终有界的。最后，Matlab/Simulink 仿真结果表明了该控制器的有效性。

气动参数辨识是检验飞行器的真实气动特性与设计值的匹配性的重要方法。研究分析基于理论计算的方法和基于增广的扩展卡尔曼滤波算法，通过实测数据，对比2 种辨识方法的估计结果，得到了扩展卡尔曼滤波法可以有效降低实测数据中的噪声影响，获取更加精确的估计结果的结论。同时结果证明实际辨识结果与设计值之间还存在一定误差，为后续修改设计气动参数值提供了依据。