小型自航模是依据水面无人艇而设计的可控制自主航行模型。对水面无人艇的设计与控制是近年来海洋空间智能无人运载器的重要研发方向。水面无人艇在当代水面战争以及海上资源的探测等方面具有不可替代的作用。其速度快,机动灵活,可以做很多人类无法完成或危险性极高的任务。小型自航模是基于对水面无人艇的研究而设计的,目的是在实验室环境下实现以低成本,高可信度的形式对水面无人运载器的性能、运动特性等进行仿真研究。本文涉及到的整个小型自航模实验系统是由实验室人工搭建的水池,用于位置检测的摄像头,可自主航行自航模以及上位机控制软件组成。该自航模实验系统还带有串口操纵模块、无线数传模块,控制器实现模块,动态航迹设定模块,数据存储与视频保存模块。并能实现手动操做模式和自主航行模式之间的任意切换。手动操作模式下,可以通过键盘等输入设备人为控制船模航速以及航向。闭环控制模式下,可以自定义自航模的航迹,实现自航模的自动控制功能。整个自航模实验系统能较全面体现水面无人艇的整体架构,并通过实验验证研究方法的有效性。基于视觉的自航模定位算法论文中分别介绍了摄像机内外参数标定法和双线性插值法,并对两种算法作比较。最终选择双线性插值算法,并由水池正上方的摄像头识别自航模船身上方的两个LED白色亮灯,实现对自航模位置、航向信息的实时检测。完成整个自航模实验系统后,文中首先利用自航模控制系统做参数辨识试验。基于可行性的原则,并查阅相关资料,论文中主要辨识自航模的K、T模型参数,并以此为目的,分别做了自航模回转性试验和稳定性试验。根据实验结果中的相关数据,利用差分方程及相关公式,求出自航模的K、T参数值,其分别代表自航模回转性能以及稳定性能。论文中使用视线法求取自航模的期望航向角并采用S面函数的思想对视线法进行改进,最后分别设计基于视线法的PID控制器和滑模控制器作为航迹跟踪控制算法。采用自航模控制系统做自航模的航迹跟踪控制实验验证,论文中给出了自航模实验的前期准备工作、实验步骤、实验过程中遇到问题等,并且给出最终的实验结果。文中分别做了自航模直线航迹跟踪和曲线航迹跟踪实验。