电工电能新技术

作者：侯慧1， 陈洋洋1， 谢长君1， 吴细秀1， 谢坤2， 范则阳2

单位：1.武汉理工大学自动化学院， 湖北 武汉 430070；
\r\n2.中国舰船研究设计中心， 湖北 武汉 430064

关键词：水下无人航行器, 能量管理策略, 路径规划, 搭乘海流, 优化能耗

基金：国家重点研发计划（2020YFB1506802）、 国家自然科学基金（52177110）、中央高校基本科研业务费专项资金项目（WUT: 191011005）

为减少水下无人航行器的出力，本文创造性地提出搭乘海流的方法，并在此基础上，以航速-功率曲线为耦合变量，建立了一种内部能量管理层和外部路径规划层协同的水下无人航行器能耗优化策略。内部能量管理层根据等效氢耗理论为2套燃料电堆和蓄电池分配输出功率，使得水下无人航行器在不同需求功率下的等效瞬时氢耗最小。外部路径规划层考虑搭乘海流的可能性，使用A*算法选择搭乘海流的切入点和切出点，同时优化航速，使得水下无人航行器在起始点之间航行需要的等效氢耗最小。仿真结果表明，为充分利用海流的流场，水下无人航行器选择性地搭乘海流；同时，本文所提协同优化策略能够有效减少其30.08%的所需等效氢耗。

来源：2021年第10期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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