Les petits navires sans pilote se caractérisent par une petite taille de plate-forme, des caractéristiques d'inertie et hydrodynamiques marquées, ainsi que des actionneurs limités, ce qui entraîne des problèmes tels que le glissement latéral, le dépassement et des fluctuations fréquentes des signaux de commande des propulseurs lors du suivi de trajectoires courbes. Les méthodes traditionnelles de guidage en ligne de visée (LOS) et de contrôle en boucle fermée sont simples et faciles à mettre en œuvre, mais il est généralement difficile de prendre explicitement en compte les contraintes du système et les tendances de mouvement futures lors de la résolution de contrôle, ce qui limite la précision du contrôle et la stabilité opérationnelle dans les tâches complexes de suivi de trajectoire. Pour résoudre ces problèmes, une méthode de suivi de trajectoire basée sur le contrôle prédictif modèle contraint est proposée pour un petit navire sans pilote à double propulsion arrière, accompagnée de la construction de la plate-forme, de la modélisation dynamique, de l'identification des paramètres, de la conception du contrôleur et de la validation par des essais sur le terrain. Une plate-forme expérimentale en fibre de verre et résine insaturée est utilisée, avec un système de conduite autonome à deux niveaux composé d'un ordinateur de tâches supérieur et d'un contrôleur embarqué inférieur ; un modèle dynamique plan à trois degrés de liberté est établi en tenant compte des caractéristiques de conduite différentielle à double propulseur, et l'identification des paramètres est réalisée à partir des tests de poussée statique et des données de navigation à distance ; des séquences de cap et de vitesse de référence sont générées dans l'horizon prédictif, intégrant des contraintes d'état, de poussée et d'augmentation de poussée dans le problème d'optimisation du contrôle prédictif modèle pour réaliser l'optimisation roulante en ligne de la poussée des propulseurs gauche et droit. Les résultats de simulation numérique et des essais sur le terrain montrent que la méthode proposée améliore efficacement les performances de suivi de trajectoire courbe du petit navire sans pilote. Lors de l'expérience de suivi de trajectoire en double boucle, l'erreur quadratique moyenne de suivi de position avec la méthode de contrôle prédictif modèle est de 0,399 m, contre 0,851 m avec la méthode LOS-PID traditionnelle, soit une réduction d'environ 53,1 %, et une amélioration de la précision d'environ 2,1 fois ; parallèlement, cette méthode réduit les variations brusques des signaux de commande des propulseurs et améliore la stabilité de la navigation. Les résultats confirment l'efficacité et le potentiel d'application ingénierique du contrôle prédictif modèle contraint pour la tâche de suivi de trajectoire d'un petit navire sans pilote à double propulsion arrière.

petit navire sans pilote; double propulsion arrière; contrôle prédictif modèle; suivi de trajectoire; identification système; essais sur le terrain