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作者：闫灵霄;韩森;孙家豪;丁仕风;周利;
单位：江苏科技大学船舶与海洋工程学院;上海交通大学海洋工程全国重点实验室;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院;
摘要：[目的]为提升船舶在恶劣冰况下航行的安全性和脱困能力，[方法]提出一种将基于风险和角度约束的Theta*(RAC-Theta*)算法与非线性模型预测控制（MPC）方法相结合的脱困策略。RAC-Theta*算法能通过综合考虑船舶的航行风险和脱困成本来动态调整路径，选择最佳的转向时机和脱困路径；非线性MPC方法能有效跟随脱困路径，提升船舶在复杂冰况下的脱困控制能力。[结果]仿真结果表明：该控制系统能在密集冰区使船舶保持航行稳定性，尤其是当船舶因遇到大面积浮冰而被困时，能快速通过脱困路径规划和二次规划使船舶脱困；非线性MPC控制器在纵荡和横荡速度控制方面具有良好的鲁棒性，能提升船舶的航行安全性和通航能力。[结论]提出的脱困策略能优化脱困时机和路径，为船舶在冰区安全航行提供重要的技术支持。
关键词：冰区;;脱困;;路径规划;;模型预测控制
基金资助：国家重点研发计划（2022YFE0107000）;; 国家自然科学基金（52401381）
