综述：基于悬架的振动抑制技术在波浪适应型双体船导航中的应用：进展、挑战与前景

《Ocean Engineering》：Suspension-based vibration mitigation technologies for wave-adaptive catamaran navigation: Progress, challenges, and prospects

　　•从“设计–分析–控制”的角度对装有悬架的双体船进行了研究。•探讨了双体船的结构振动抑制方法。•比较了传统振动抑制技术与基于悬架的振动抑制技术。•整合了建模、验证和性能评估框架。•讨论了控制策略与发展趋势。1. 引言近年来，作为高性能多体船的双体船发展迅速，被广泛用于海洋资源开发（Wang等人，2026b）、海上运输（Terui等人，2023）以及海上作业（Lubovci和Kacar，2026）。其核心结构由两个平行船体通过甲板级的桥连接而成（Wei等人，2025），这种结构能够提供宽敞的作业甲板、出色的横向稳定性，并在高速行驶时降低波浪阻力（Farkas等人，2017；Wang等人，2026a）。随着海上开发的拓展以及运营需求的增加，出现了多种不同的双体船配置（Wei等人，2026），每种配置在抗阻性（Najafi等人，2018a）、耐波性（Ozturk等人，2021）、载重能力（Marti?等人，2023）以及任务适应性方面各有优势，这推动了该技术向更高速度、更好整体性能以及更强任务整合能力的发展。然而，双体船独特的多体船结构及桥式结构也带来了一系列复杂的技术挑战，其发展一直受到多种性能标准之间强烈耦合的限制（Lyu和Liu，2025）。更为严重的是，桥式结构在波浪作用下会承受严重的弯曲-扭转耦合载荷，进而可能引发甲板撞击现象。这不仅威胁到结构安全，还会降低船舶的航行性能（Shabani等人，2018b）。要实现进一步突破，就需要在系统层面进行创新，采用综合方法同时解决结构、动力学和控制方面的问题。在各种性能权衡中，提升耐波性对于扩大双体船的作业范围并确保任务效率至关重要（Castiglione等人，2011）。尽管通过优化主要尺寸（Broglia等人，2014）和船体几何形状（Broglia等人，2014；Davis和Whelan，2007；Haase等人，2016），或安装流体动力附加装置（Javanmard等人，2026），在改善双体船的航行性能方面已取得相当进展，但这些方法主要是通过改变流体动力响应来提升双体船的航行性能，而并未直接解决从船体到上层建筑的波浪载荷传递问题。装有悬架的双体船在传统双体船的半船体与上层建筑之间加入了悬架系统。如图1所示，该悬架系统通过弹性元件和阻尼元件实现未悬挂质量（半船体）与悬挂质量（平台）之间的动态解耦。在不改变水线以下船体几何形状的情况下，它能够隔离并消散沿载荷传递路径的波浪冲击载荷，从而提升平台的航行性能和耐波性。这些特性使得基于悬架的振动抑制技术被广泛应用于各种双体船中，包括海上人员转运船、搜救艇、自主水面船只以及科学调查平台。下载：下载高分辨率图片（221KB）下载：下载全尺寸图片图1. 装有悬架的双体船结构组成示意图。尽管装有悬架的双体船这一概念具有巨大潜力，但目前的相关研究仍较为零散。现有研究大多集中在特定控制策略的仿真或简化模型的性能分析上，常常将复杂的船体结构简化为集中质量模型。因此，相关技术框架仍缺乏对耦合系统的系统性研究。目前对于这一跨学科技术的全面理解还不够清晰，从设计方法、性能评估到工程实现的完整技术链条也尚未得到系统阐述。与那些针对单一学科的局部综述不同，本文采用了贯穿双体船开发全过程的整体视角，构建了一个涵盖“配置与悬架设计 – 动态分析与评估 – 智能控制”的完整技术综述框架。主要贡献包括：(1)系统地梳理了主流双体船配置及其性能权衡关系，明确了任务需求与船体形状选择之间的内在关联；(2)全面比较了从传统附加装置到悬架系统等各种结构振动阻尼技术的原理及其工程应用边界；(3)整合了装有悬架的双体船的耦合动力学建模方法、性能评估体系以及数值模拟面临的挑战；(4)深入分析了适用于海洋环境的悬架控制策略，并探讨了其工程应用的技术路径。为清晰呈现上述内容，本文的其余部分结构如下：第2节详细介绍了各类双体船的结构特点及关键性能指标。第3节总结并比较了包括悬架系统在内的各种振动阻尼技术的原理。第4节重点探讨了装有悬架的双体船的动态建模、流体动力学分析以及综合性能评估方法。第5节系统总结了悬架阻尼系统的控制策略及其智能化发展趋势。最后，第6节对全文进行总结，并阐述了该领域面临的关键挑战及未来研究方向。2. 双体船的结构特点由于拥有宽敞的甲板空间、出色的横向稳定性以及较高的高速行驶潜力，双体船在高性能船舶和海洋工程领域占据着重要地位（Hasheminasab等人，2022；Varyani等人，2000）。然而，它们独特的两体船结构及桥式结构导致其在复杂海况下的动态响应表现出明显的非线性和耦合特性（Davis等人，2004；Sen和Negi，2016）。深入分析双体船的配置、复杂的载荷传递机制以及现有结构设计的物理局限，是探索适应波浪变化的运动抑制技术的重要前提。2.1 双体船的基本配置与分类根据不同的设计目标与性能要求，出现了多种多样的双体船亚型。根据半船体的几何特征及其航行方式，双体船主要可分为四类：排水型双体船、滑行型双体船、破波型双体船以及小水线面双体船。虽然每种配置都具备自身的优势，但这些设计选择本身也会带来特定的结构动力学矛盾。这些权衡为后续的动态分析及振动抑制研究奠定了明确的工程背景。表1总结了每种配置的关键性能特点及结构局限，同时选出了2015年以来的代表性研究，以体现各类双体船的最新研究重点。(1)排水型双体船表1. 各类典型双体船配置的对比分析。双体船类型性能优势波浪激励机制结构设计局限2015年至今的代表性研究悬架要求排水型双体船稳定性与载重能力以浮力为主的线性波浪激励较大的水线面面积及刚性桥面 → 严重的垂荡/横摇以及甲板撞击（Ahmed等人，2023；Prem等人，2023）；抑制刚体运动，减轻撞击滑行型双体船高速度非线性升力-波浪耦合通过刚性结构直接传递的冲击载荷（Bari和Matveev，2017；Wang等人，2022a；Matthews等人，2024；Shajaripour和Zeraatgar，2024，2025）隔离高频撞击载荷WPC高速度耐波性破波引起的冲击载荷船首中央部位的非线性局部撞击（Davis等人，2017；Almallah等人，2019；Javanmard等人，2023，2025b）减轻破波引起的瞬态冲击载荷SWATH稳定性由于浮力较大且水线面面积较小，波浪激励较弱具有水下船体及细长支撑杆的复杂结构（Guo等人，2017；Vernengo和Brizzolara，2017；Liu等人，2018a；Ma等人，2023；Xu和Su，2025）在隔离振动传递的同时保持优异的耐波性排水型双体船是其他双体船配置研究的结构基础。如图2(a)所示，它的结构由两个平行的细长V形半船体通过刚性的横跨甲板相连。水线以上的宽敞区域提供了充足的甲板空间（Prem等人，2023），其长宽比（L/B）显著大于具有相同排水量的单体船（Atlar等人，2013）。虽然在低速至中速时具有明显优势，但较大的水线面面积和刚性横跨甲板使得排水型双体船在高速行驶时容易发生甲板撞击，逐渐暴露出结构响应问题。(2)滑行型双体船下载：下载高分辨率图片（615KB）下载：下载全尺寸图片图2. 双体船的分类 (a)排水型双体船（Displacement catamaran，2011）；(b)滑行型双体船的半船体形状（Bari和Matveev，2017）；(c)WPC（Incat，2023）；(d)SWATH（?ebkowski和Koznowski，2020）。图2(b)展示了滑行型双体船的半船体形状，其半船体前端通常呈深V形，这有助于有效减少撞击载荷（Honaryar等人，2021）。半船体后端则设计成棱柱形，以产生稳定的动态升力。在低速时，当船体处于排水模式时，它依靠浮力前进，通过排开周围的水来移动。随着速度的增加，船体上的流体动力升力逐渐增强，最终超过静水升力，使船舶进入滑行模式（Bari和Matveev，2016；Yousefi等人，2013）。高速时的稳定性是滑行型双体船的主要优势。然而，在高速行驶时，它们更容易受到高频、高度非线性的波浪冲击载荷的影响，这对结构安全及乘客舒适度构成挑战。(3)破波型双体船破波型双体船（WPC）的特点是具有尖锐船头的细长半船体（McVicar等人，2018），如图2(c)所示。这种设计使得船头能够切入波浪表面，从而减少垂直方向的激励以及波浪带来的阻力，进而提升高速行驶及适应波浪变化的能力（Guo等人，2016）。通常会在船体中心线处设置一个凸起的船首，以防止甲板直接受到波浪冲击（Shabani等人，2018a）。破波型双体船具有出色的耐波性和横向稳定性，能够在速度与耐波性之间实现良好平衡，因此被广泛用于高速客轮及海上服务船只（Shabani等人，2019）。不过，这也使得波浪载荷从半船体传递到船首中央部位，从而产生高度非线性的局部冲击载荷。(4)小水线面双体船小水线面双体船（SWATH）通过将细长的水下船体置于水面下方来产生浮力，以此减少波浪带来的载荷（Beck等人，2009），如图2(d)所示。这些船体通过细长的支撑杆与上层建筑相连，支撑杆的配置及倾斜角度会影响船舶的耐波性能（Qian等人，2015）。由于水线面面积极小，SWATH船舶具有出色的耐波性和平台稳定性（Zhang等人，2026）。然而，较大的浸水表面积会导致较高的摩擦阻力以及相对较低的推进效率。半SWATH配置则结合了传统的半船体几何形状与SWATH型的水下船体（Zare等人，2022）。如表1及前述分析所示，不同类型的双体船具有不同的波浪激励特性和动态响应。不过，它们都有一个共同的局限：当刚性连接成为强制约束时，不良响应可能会在结构中传播并放大，影响到整个船舶。这并非否定船体形状创新的价值，而是表明仅靠几何优化无法从根本上解决性能提升与环境适应性之间的矛盾。下一节将从结构动力学角度分析这一矛盾，并为引入悬架技术提供理论依据。2.2 结构动力学特性分析双体船的双体船结构导致了复杂的载荷传递机制。两个半船体之间的刚性连接限制了它们在波浪激励作用下的相对运动，形成了连续的结构性载荷传递路径，如图3所示。波浪激励首先在半船体及甲板上产生局部冲击压力（Swidan等人，2016），随后这些载荷通过半船体与横跨甲板之间的结构连接传递到上层建筑，进而引发振动和加速度响应。下载：下载高分辨率图片（224KB）下载：下载全尺寸图片图3. 传统双体船结构中的载荷传递示意图。除了刚体运动外，双体船在波浪作用下还表现出明显的结构振动特性。两个半船体在波浪载荷作用下的不同步运动会在横跨甲板上产生较大的弯曲和扭转载荷（Almallah等人，2022）。这种由波浪引起的周期性载荷是桥式结构出现疲劳损伤的主要原因（Thomas等人，2008；Warren等人，2022）。双体船结构具有多种固有振动模式，这些模式主要由横跨甲板的弹性变形决定，包括纵向弯曲模式（LBM）、横向扭转模式（LTM）以及分裂模式（SM）。在波浪激励作用下，这些结构模式可能会与船舶的刚体运动相互耦合，从而导致动态响应的放大（Lavroff等人，2017）。此外，半船体尾流之间的流体动力干扰也会影响双体船的动态响应。这种干扰效应会随着船舶速度、弗劳德数以及船体间距的不同而发生显著变化（Honaryar等人，2021）。它可能会放大结构载荷，并加强其与垂荡、横摇和纵摇等刚体运动的耦合，从而导致船舶出现明显的振动和加速度响应。2.3结构优化的局限性该领域的典型研究集中在调整船体几何形状（Miao等人，2020年）、优化半船体之间的间距（Zaghi等人，2011年）以及调整长宽比（Wulandari等人，2025年），以此提升船舶的航行性能。然而，这些方法属于静态优化，无法从根本上改变波浪载荷的随机性，因此通常只在特定的波浪条件下有效。由于海浪具有宽带频谱特性，且水深也会影响双体船的性能（Lee等人，2007年），当实际运行条件偏离设计值时，结构配置无法实时调整自身的动态特性。因此，要实现波浪激励的自适应衰减，就需要引入动态振动抑制系统，使双体船能够根据外部激励调整自身响应，同时保留现有结构设计的优势，从而实现真正的波浪自适应航行。

3. 双体船振动抑制技术与结构优化不同，抑制系统无需改变船体水下部分的几何形状，即可通过调节波浪能量的传递与耗散来降低波浪引起的响应。

3.1 传统波浪冲击抑制技术在传统研究中，振动抑制通常是通过流体动力附加装置、内部流体运动或结构柔性来改变系统动力学实现的。(1)基于流体动力附加装置的抑制技术通过在半船体上安装流体动力附加装置，可以产生额外的流体动力，从而改变船舶的有效刚度或阻尼，进而抑制特定的振动模式。根据其几何形状和安装位置，这类附加装置有多种类型。它们通常安装在半船体的侧面或尾部，在相关文献中也被称作平衡鳍、尾翼、尾部挡板或舱底挡板，具体名称取决于安装位置和术语用法，如图4所示。它们的流体动力性能取决于截面形状（Najafi等人，2018b）。T形鳍通常安装在半船体底部，其结构如图5所示。相对流速或攻角的变化会使T形鳍产生与船体运动方向相反的流体动力，从而减少纵摇和横摇响应（Zhu和Ma，2019b）。L形和V形鳍也有类似的机制（Horel，2019），如图6所示。鳍状稳定器产生的升力可显著降低双体船在航行过程中的横摇角度。作用在双体船上的蒙克力会影响其稳定性，通过在船体两侧安装鳍状稳定器即可对此进行补偿（Renaud等人，2022），如图7所示。(2)基于内部流体惯性的抑制技术抗横摇水箱通过内部流体运动产生惯性效应和能量耗散，在单体船中得到广泛应用。抗横摇水箱通过滞后于船体运动的流体惯性产生反作用力矩，从而减少横摇响应（Moaleji和Greig，2007）。在双体船中，安装在两个半船体中的水箱通过底部开口与海水相连，而水箱内的水位则通过气压进行调节，以便在长周期波浪条件下提高船舶的稳定性（Xu等人，2018），如图8所示。(3)基于结构柔性的抑制技术柔性浮筒是双体船结构柔性化的一种典型方法（del águila Ferrandis等人，2018）。通过降低半船体的刚度，可引入局部弹性，使得半船体在波浪激励下发生变形，从而防止高频冲击能量以刚性方式传递到整个结构中（Wang等人，2023b），如图9所示。此外，除了上述方法外，陀螺稳定器也被作为一种辅助的运动控制技术加以应用。总体而言，这些传统的振动抑制技术都可在一定程度上抑制船舶的振动，但它们也存在一定的局限性。在没有主动控制的情况下，附加装置通常无法同时抑制双体船的纵摇、横摇和纵倾（Liu等人，2020a），而且其抑制效果还取决于航行速度和海况条件（Ali等人，2014；Liang等人，2019）。抗横摇水箱的效果高度依赖频率，主要适用于抑制横摇。柔性浮筒虽能降低局部冲击峰值，但也可能改变系统的自然频率，增加结构载荷分析的复杂性（Li等人，2023a）。此外，这些传统振动抑制技术并不改变半船体与上层建筑之间的结构载荷传递路径。

3.2 引入基于悬架的抑制技术悬架系统在汽车工程领域已有成熟的研究基础，其动态特性通常通过输入-系统模型-输出响应关系来分析。受这些成熟隔振概念的启发，悬架系统被应用于双体船，作为位于上层建筑与半船体之间的独立振动抑制子系统（Han等人，2026）。这些系统无需改变双体船的基本结构，就能实现作用于船体的波浪激励与上层建筑响应之间的部分解耦，从而在能量传递过程中对输入能量进行缓冲和耗散，进而控制船舶的姿态响应。如表2所示，从系统抽象、动态建模和隔振原理等方面来看，汽车悬架系统为双体船悬架设计提供了成熟的理论框架。双体船平台与半船体之间的动态系统类似于汽车悬架系统，两者都可以抽象为多体动态模型，该模型由非悬挂质量（半船体/车轮）、悬架子系统以及悬挂质量（上层建筑）组成。其动态关系可以用以下等效形式表示：(1)Meqq¨+Ceqq˙+Keqq=Fw(t)其中Meq、Ceq和Keq分别代表等效质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，Fw(t)代表波浪激励载荷，q则由系统的自由度决定。描述悬架系统动态特性的自然频率ωn和阻尼比ζ可表示为：(2)ωn=KeqMeq(3)ζ=Ceq2KeqMeq表2 汽车悬架系统与双体船悬架系统的比较比较维度汽车悬架系统双体船悬架系统对双体船设计的启示核心功能减弱道路引起的振动传递减弱波浪引起的运动传递汽车悬架原理为双体船悬架设计提供了概念基础系统组成悬挂质量（车身）–悬架–非悬挂质量（车轮）悬挂质量（上层建筑）–悬架–非悬挂质量（半船体）需要通过多体动态建模来描述半船体、悬架和上层建筑之间的耦合动态激励特性激励主要由道路粗糙度和车速决定，具有相对集中的主导频率激励由随机波谱、遭遇频率、船速以及船体与波浪的相互作用决定，因此具有宽带且频率持续变化的特性悬架参数需与主导波浪能量频段相匹配，并能在不同海况下保持有效性主要振动源通过车轮与路面的接触传递的道路轮廓不规则性作用在浸湿半船体表面的分布式波浪诱导流体动力载荷悬架设计需考虑流体动力激励而非局部位移激励耦合机制主要是车辆本体与悬架之间的结构耦合流体动力学、半船体运动、悬架动态以及上层建筑响应之间存在强耦合悬架设计需综合考虑流体动力学与结构方面的相互作用，而非单独进行机械优化控制实现方式已有成熟的预定义、半主动和主动悬架控制技术，可适应不同的道路条件需要通过预定义、半主动和主动控制策略来应对不断变化的波浪条件可调的刚度和阻尼为半主动和主动悬架系统提供了基础，而双体船悬架控制则需要进一步发展，以适应不同的波浪条件因此，双体船悬架设计的核心在于调节Keq、Ceq以及连接配置，避免系统自然频率与主导波浪能量频段发生重叠，同时在目标海况下尽量减小输出响应和载荷传递。此外，双体船悬架需要在宽带随机波浪激励和强烈的船体-流体耦合环境下工作，因此必须进一步调整汽车悬架理论，以适应海洋作业条件和流体动力学约束。在实际应用中，双体船需要在不同的海况、波浪遭遇条件及航行速度下工作。由于主导运动特性会随着作业条件的变化而大幅改变，因此悬架设计必须考虑真实的波浪环境。双体船悬架系统主要分为两种形式：弹簧-阻尼悬架和液压互联悬架。根据控制方式的不同，双体船悬架还可分为预定义、半主动和主动三种类型。在预定义的弹簧-阻尼悬架中，弹簧刚度和阻尼系数是固定的，整个航行过程中悬架的机械特性不变，因此系统自然频率ωn也保持恒定。半主动悬架则可通过可控装置根据作业条件调节弹簧刚度和阻尼系数，但不主动产生控制力。主动悬架则通过执行器直接施加机械力，需要持续的外部动力来抵消持续的波浪诱导相对运动，因此相比相同规模的预定义和半主动悬架，其功率需求要高得多。本节仅从结构物理参数的角度进行讨论，相关的控制策略和算法实现将在后续章节中阐述。(1)弹簧-阻尼悬架弹簧-阻尼悬架的基本结构包括弹性元件、阻尼器和导向机构，它们通过弹性能量存储和阻尼耗散将波浪冲击载荷转化为可控的动态响应。预定义悬架的刚度和阻尼参数是固定的。Wave Adaptive Modular Vessel（WAM-V）就是这一理念的典型工程应用实例（Peterson，2013）。Marine Advanced Robotics公司最初开发的“Proteus”原型在双体船结构中使用了钢片弹簧作为弹性连接元件（Dhanak等人，2013a），如图10所示。但它没有配备专用的减震器，因此在压缩过程中容易触底，导致较大的冲击载荷（Shen，2013）。后来的改进在系统中加入了空气弹簧以提供弹性支撑（Bertaska等人，2015），如图11所示。仅有弹性元件的话，其能量耗散能力有限。因此，人们通过将专用阻尼器与弹性元件结合，开发出了更完善的弹簧-阻尼悬架结构（Peterson等人，2013），如图12所示。不过，参数固定的悬架对于不断变化的海况适应性较差，而半主动和主动悬架则可以通过根据海况调整悬架特性来改变船舶的响应。图10 (a) “Proteus”的结构；(b) “Proteus”上的悬架系统（Antrimdesign，2022）。图11 带有空气弹簧和钢片弹簧的WAM-V（Bertaska等人，2015）。图12 (a) 由空气弹簧和阻尼器组成的悬架；(b) 由螺旋弹簧和阻尼器组成的悬架（Peterson等人，2013）。半主动悬架则通过可控装置调节刚度或阻尼系数，从而控制系统的响应。在实现方式上，这类悬架可以通过变刚度元件（Deng等人，2022；Jin等人，2020）、变阻尼组件（Tang等人，2017；Theunissen等人，2021；Yoon等人，2021）或可切换式流体通道（Milani等人，2025）来实现。Wave Harmonizer（WHzer）系列采用了半主动悬架结构，它将螺旋弹簧与齿轮齿条机构相结合，并与电动机相连，通过调节制动扭矩来在上层建筑与半船体之间实现可变的阻尼效果（Han等人，2019），如图13(a)所示。该电动机以发电机模式运行，仅提供可控的电磁阻尼，而不主动驱动悬架。半主动阻尼会根据阻尼力与船舱垂直速度的相对方向进行连续调节，其触发原理如图13(b)所示。图13 (a) WHzer的结构；(b) 半主动运动控制系统的触发原理（Han等人，2019）。相比之下，主动悬架则通过直流电机、气动执行器或液压执行器等能量输入装置直接向系统施加控制力。Servo Yachts公司在游艇上应用了主动弹簧-阻尼悬架，推出了Martini系列产品，以提高乘坐舒适性，如图14所示（Servo Yachts，2025）。该系统将电子控制的气动执行器与剪刀式悬架机制相结合，通过气缸的伸缩来调整连接臂，从而控制X、Y和Z方向上的运动。鉴于波浪激励的连续性，近期研究还探讨了将波浪能量收集技术与基于弹簧-阻尼器悬架的运动控制系统相整合的可能性（Han等人，2022年；Wang等人，2022b年）。(2)液压互连悬架下载：下载高分辨率图像（701KB）下载：下载全尺寸图像图14.“Martini”号的结构（Han和Murai，2023年；Servo Yachts，2025年）。液压互连悬架以液压流体作为传递介质，将分布在船舶不同位置的液压缸相互连接。通过液压回路，一个悬架单元的运动能够影响其他互连单元的受力反应，进而改变悬架系统的动态特性（Smith和Zhang，2009年）。为满足不同的性能需求，人们提出了多种互连结构，包括抗横摇（图15(a)）和抗纵摇（图15(b)）的液压互连悬架。每个回路可能包含阻尼阀、充气式蓄能器、管道、接头以及柔性软管等元件（Smith和Zhang，2010年）。Hi-Stable Cabin Craft（HSCC）是最早尝试将液压互连悬架系统应用于双体船的案例之一。如图16所示，HSCC系统通过结合阻尼器和支撑控制装置的液压缸来支撑船舱，能够吸收大约75%的横摇和纵摇运动，同时保持船舱近乎水平，从而提升乘坐舒适度（Kihara等人，1991年）。下载：下载高分辨率图像（257KB）下载：下载全尺寸图像图15。(a) 抗横摇互连悬架；(b) 抗纵摇互连悬架。下载：下载高分辨率图像（349KB）下载：下载全尺寸图像图16.HSCC系统（Kihara等人，1991年）。液压互连悬架的动态性能也可以通过等效刚度和等效阻尼来表征，这是通过让液压流体流经阻尼器和蓄能器来实现所需的刚度和阻尼水平。蓄能器的预充压力、节流孔的开度、液压缸的尺寸以及回路拓扑结构都会直接影响悬架系统的动态性能（Mu等人，2024年；Zhao等人，2025年）。在预先定义的液压互连悬架系统中，液压参数是固定的。半主动悬架通常采用比例节流阀或可调节蓄能器来改变等效刚度和阻尼。而主动悬架则进一步加入液压泵，使液压缸能够主动产生控制力。与HSCC利用液压悬架稳定船舱不同，Nauti-Craft在船体半部分与上层建筑之间采用了主动式液压互连悬架，以此减少这两部分之间的机械耦合和运动传递。基于8.5米长的双体船原型2Play（如图17所示），该公司开发了不同规模的配备悬架的双体船，并使用2Play原型进行了实验验证。测试结果表明，与传统船舶设计相比，该悬架系统可将垂直加速度降低多达80%，同时在4–5级海况下仍能保持稳定运行（nauti-craft，2026年），不过具体的测试速度相关细节并未公开。下载：下载高分辨率图像（771KB）下载：下载全尺寸图像图17.Nauti-Craft（Han和Murai，2023年；nauti-craft，2026年）。总之，无论是弹簧-阻尼器悬架还是液压互连悬架，都是通过重新构建波浪激励向上层建筑传递载荷的路径，从而实现振动隔离、载荷缓冲以及响应衰减。振动抑制效果由等效刚度、等效阻尼、质量分布以及悬架连接结构共同决定。对于弹簧-阻尼器悬架，其等效刚度和等效阻尼直接由弹簧和阻尼元件的刚度及阻尼系数决定；而对于液压互连悬架，这些参数主要受蓄能器预充压力和容积、节流阀开度、液压缸尺寸以及回路拓扑结构的影响。因此，设计悬架系统时需要根据目标海况匹配相应的系统参数，以便在给定的波浪谱条件下实现有效的响应抑制。人们会通过敏感性分析来确定对振动抑制效果影响最大的关键参数。在此基础上，参数优化问题通常被构建为一个以上层建筑的均方根加速度为目标的函数，然后通过优化算法在特定的海况条件下找到最优参数组合（Wang等人，2023a年）。不过，目前关于多海况多目标参数设计的研究还不够完善，要彻底解决这一问题，就需要借助能够准确描述悬架、船体与流体之间耦合行为的动力学建模方法，这一内容将在4.4节进一步探讨。分析与评估4.1.配备悬架的双体船系统的动力学建模系统动力学建模为分析双体船中基于悬架的振动抑制技术提供了理论基础，因此选择合适的船体模型和流体动力学描述方法至关重要。表3总结了现有研究中采用的建模方法，并将在下文详细阐述。表3. 配备悬架的双体船数值建模方法的比较分析。建模方法发展阶段精度计算成本主要功能主要局限性集总参数模型概念设计、参数敏感性分析、初步控制设计低非常低可快速进行参数研究无法捕捉非线性流体动力学多体动力学悬架的运动学/动力学分析；载荷传递分析中等低–中等能够体现机械结构、几何形状以及载荷分布情况需要外部流体动力学输入；复杂的柔性体建模流体动力学模型势流理论频域分析；初步设计中等中等能够高效预测波浪载荷及运动响应关系不可忽略黏性假设，无法呈现波浪破碎、撞击等强非线性现象黏性流理论强非线性流动情况；设计验证高很高能够高精度模拟强非线性自由表面现象计算成本高；网格敏感度问题；对数值稳定性要求高4.1.1.集总参数建模集总参数模型在初步设计阶段以及参数敏感性分析中仍被广泛使用。在这些模型中，双体船被简化为由集中质量、弹性元件和阻尼元件构成的低阶动力系统，用于描述升沉、纵摇和横摇等主要运动，而悬架效应则通过等效刚度和阻尼来表示，如图18(a)所示的三体系统。运动方程通常如3.2节中的公式（1）所示。所保留的自由度数量一般由振动抑制目标来确定。有些研究采用半双体船简化模型，以简化分析过程，重点研究升沉-纵摇（Dhanak等人，2013b年）和升沉-横摇（Li等人，2023a年）等典型运动，如图18(b)所示。由于这类模型简单且计算效率高，适用于定性分析以及快速参数优化（Han和Murai，2023年）。但其适用性存在局限，因为流体动力学效应通常被线性化处理，难以在复杂波况下捕捉非线性载荷。下载：下载高分辨率图像（302KB）下载：下载全尺寸图像图18.(a) 双体船的三体集总参数建模；(b) 半双体船集总参数模型（Li等人，2023a年）。4.1.2.多体系统动力学建模与集总参数模型相比，多体动力学模型能够明确体现船体半部分、上层建筑以及悬架系统之间的几何结构、拓扑连接关系以及相对运动关系（Fratello，2011年）。因此，这类模型更适于深入、精确地分析配备悬架的双体船的运动学和动力学响应特性及其载荷传递机制，也可用于进一步的参数优化（Ha等人，2015年）。在现有研究中，船体、平台以及悬架通常通过关节或弹性连接进行约束，而外部流体动力学载荷则作用于多体系统，从而可以分别得到船体半部分和上层建筑的运动响应。在建模过程中，通常会在船体半部分的底部定义若干激励点，在这些点上设定垂直力和位移值，作为简化的波浪激励输入，如图19所示。当悬架系统采用液压互连悬架时，仅靠多体动力学模型往往无法准确反映液压回路的特性。在这种情况下，可采用如图20所示的协同仿真策略，即同时运用多体动力学软件和液压仿真软件分别求解机械结构和液压回路的动态响应，通过实时接口交换状态变量（Mu等人，2024年），从而提升双体船多体模型的精确度。对于以柔性浮筒作为船体半部分的配备悬架双体船的研究中，多体动力学模型通常将柔性浮筒视为刚性体（Li等人，2022年），这限制了模型对实际结构响应的精准刻画能力。Li等人（2025b年）将浮筒的柔性视为等效弹簧刚度系数，建立了垂直升沉运动模型，并使用MATLAB中的Simscape模块对其进行求解。因此，未来的研究应探索能够纳入柔性体效应的高精度多体动力学建模方法（Rong等人，2019年；Tromme等人，2017年）。下载：下载高分辨率图像（224KB）下载：下载全尺寸图像图19. 双体船的多体动力学模型（Mu等人，2024年）。下载：下载高分辨率图像（286KB）下载：下载全尺寸图像图20. 配备液压互连悬架的双体船的协同仿真多体动力学模型。4.1.3.流体动力学建模在集总参数模型和多体动力学模型中，波浪激励通常被作为简化后的输入条件，比如在激励点施加波浪位移信号（Li等人，2022年）或正弦波动信号（Han等人，2019年）。然而，这些简化输入无法完全反映实际作用在双体船上的流体动力学激励。因此，需要专门的流体动力学建模方法，才能更准确地预测双体船的波浪响应特性（Liu等人，2025年）。物理模型的建立方式直接决定了相应的数值求解方法。因此，在介绍核心建模理论的同时，本节还会概述与之相关的主流数值实现方法，以便阐明该技术框架的底层逻辑。目前的建模方法主要基于两种互补的理论体系：势流理论和黏性流理论。(1)基于势流理论的建模在简化建模体系中，可以根据势流理论来计算流体动力学力。在无旋、不可压缩且无黏性的流动假设下，流体运动遵循速度势的拉普拉斯方程?2φ?=?0（Cutler等人，2022年）。早期的研究通常采用条带理论对双体船的流体动力学特性进行分析（Guo等人，2015年）。该方法将三维问题简化为二维截面分析的积分形式，由于其计算效率较高，至今仍适用于初步设计和分析。在这一框架的基础上，2.5D方法通过保留二维控制方程的同时，引入了包含迎流速度项的三维线性自由表面边界条件，实现了重要扩展（Ma等人，2005年）。随着计算能力的提升，越来越多的研究开始采用三维势流建模方法。这类模型通常通过边界元素法进行求解（Tarafder和Suzuki，2007年）。其中，格林函数法和兰金奇异点法是最常用的数值实现方法（Sun等人，2016年）。格林函数法只需在浸湿的船体表面定义奇异点分布，即可自动满足远场辐射条件（Chan，1993年；Sun等人，2017年；Yao和Dong，2014年）。而兰金源法的优势在于能够灵活设定自由表面条件（Li等人，2023c年；Wu和Fang，2022年）。(2)基于黏性流理论的建模与受黏性假设限制的势流方法相比，基于黏性流的计算流体动力学方法能够考虑黏性效应，进而捕捉波浪破碎、撞击等强非线性流体动力学现象（Cai等人，2024年）。这类建模通常是通过求解非稳态雷诺平均纳维-斯托克斯方程来实现的，该方程既可以用来分析整体响应，也能揭示与详细流场相关的物理机制（Salvadore等人，2021年）。其控制方程包括连续性方程公式（4）和动量方程公式（5），具体如下：(4)??u?=?0(5)?u?t+(u·?)u=?1ρ?ρ+ν?2u+f其中u为速度矢量，p为压力，ρ为密度，ν为运动粘度系数，f为体积力（Guo等人，2025年）。为模拟URANS方程所带来的雷诺应力，人们通常采用k–ω/SST k–ω湍流模型（Menter，1994年）。基于URANS建立的模型大多通过有限体积法进行求解（Lau等人，2023年）。此外，还有一种称为体积流体法的技术，作为一种多相界面捕捉方法，用于描述空气-水自由表面（Hu等人，2021b年）。(3)混合建模策略考虑到建模带来的计算成本，一些研究采用了结合势流理论和URANS方程的混合建模方法来进行仿真（Tahara等人，2011年）。或者，也会根据优化过程不同阶段的精度和成本要求，有选择地采用不同的建模体系（Papanikolaou等人，2020年）。4.1.4.流体-结构相互作用建模双体船的悬架式振动抑制问题本质上属于典型的流体-结构相互作用（FSI）问题，波浪引发的载荷会驱动船舶运动，而由此产生的结构变形和姿态变化又会影响局部流场分布，进而导致系统出现强非线性响应（Mursid等人，2025）。如图21所示，因此需要准确描述流体域内的波浪传播及局部冲击载荷，同时解决结构域中船体弹性响应与悬架系统动态行为的问题，这就使得耦合流体-结构相互作用建模成为该领域当前的研究重点（Tavakoli等人，2025）。将非线性刚体运动方程与水动力模型相结合，可用于预测船舶的响应（Subramanian和Beck，2015）。通过数值方法求解波浪与船体的相互作用，可直接获得时变流体载荷，并将其传递到多体系统模型中，从而分析船体与悬架的耦合响应（Bahrami和Ghassemi，2022），如图22所示。下载：下载高分辨率图像（258KB）下载：下载全尺寸图像图21. 带悬架的双体船动态建模方法。下载：下载高分辨率图像（359KB）下载：下载全尺寸图像图22. CFD-MBD仿真（Mousaviraad等人，2015）。配备液压互连悬架的双体船涉及多个强耦合的物理域，包括上层建筑、悬架机构以及由波浪激发的半船体。这些部分的载荷分布、运动状态和液压压力会同时演变，并持续相互影响。因此，要实现高精度预测，可能需要同步使用水动力求解器、多体动力学软件、液压仿真平台以及结构有限元模型。如何实现这些不同类型数值平台的同步，以及如何处理参数识别和数值稳定性问题，仍是未来悬架仿真面临的主要挑战之一。

4.1.5 动态模型的实验验证实验测试是验证数值模型的重要步骤（Jiao等人，2021），有助于发现因建模假设而产生的偏差（Terziev等人，2022）。现有研究通常采用分层验证流程，包括台架试验、拖曳水池试验和全尺寸海试。表4总结了不同实验方法的特征，并给出了相关典型研究作为参考。台架试验主要用于在受控实验室条件下评估悬架子系统的机械性能（Han等人，2022）。强迫振动试验则用于在预定激励条件下评估悬架子系统的动态响应（Mu等人，2024；Peterson等人，2013），为后续的系统集成提供基础。自由衰减试验一般用于测量系统的自然周期和各自由度下的阻尼情况，为校准仿真模型提供数据（Li等人，2025b；Mousaviraad等人，2017）。拖曳水池试验则可将验证范围扩展到在规则波或不规则波等受控波浪条件下的船舶运动响应（Tsujimoto等人，2021）。由于设施和成本限制，拖曳水池试验通常使用缩比模型而非全尺寸原型进行（Jiao等人，2017；Vassalos，1998）。这除了要遵循弗劳德相似准则进行常规的水动力缩放外（Grammatikopoulos，2023），还因为悬架子系统的动态特性也与船舶的质量分布密切相关。悬架刚度、阻尼、弹簧质量和非弹簧质量之间的缩放关系仍是重要的研究方向。最后，全尺寸海试通常在技术开发的后期进行，用于在真实海况下验证双体船的振动抑制效果及整体性能（Peterson，2014；Rawson和Tupper，2001）。表4. 配备悬架的双体船实验验证方法对比。类型主要目的典型输出优点典型研究台架试验验证悬架子系统的机械功能通过强迫振动试验获取动态响应在受控条件下进行，便于参数识别（Peterson等人，2013；Mousaviraad等人，2017）；Mu等人（2024）拖曳水池试验评估波浪条件下的振动抑制效果及载荷传递能力在规则波/不规则波条件下的运动响应具备受控的波浪环境，可进行重复性比较（Li等人，2022）；Han等人（2022）海试评估整个系统的可靠性和运行性能在真实波浪条件下的全尺寸船舶试验，可获取长期运动响应具有最高的真实性，能够揭示系统的耦合行为及实际约束条件（Bertaska等人，2015；Fratello和Ahmadian，2011）；（Mousaviraad等人，2013）；（Shen，2013）；（Peterson，2014）；（Klinger等人，2017）；Woo等人（2018）

4.2 性能评价指标体系为了定量评估双体船悬架减振系统在波浪环境中的有效性，有必要建立一套性能评价指标体系，该体系需同时反映船体响应、载荷传递特性以及实际的航行和运营能力（Zu等人，2024）。

4.2.1 上层建筑运动响应指标双体船的平台运动响应是耐波性分析中的重要指标，现有研究主要关注纵摇、横摇和垂荡。典型指标包括位移、速度和加速度的均方根值和峰值，这些数值可通过非线性时域分析，在给定的波浪谱条件下获得（Lau等人，2024）。均方根加速度用于评估整体的加速度响应，而峰值加速度则表示一段时间内的最大加速度，能够反映极端工况下的情况。考虑到峰值加速度可能存在局限性，人们也常用加速度响应中顶部1/3、1/10或1/100处的平均值作为衡量极端工况响应的有效指标（Jiao等人，2018；Riley等人，2013）。

4.2.2 振动传递指标在振动传递层面，响应幅度算子（RAO）用于描述在单位波浪激励作用下双体船系统的幅频响应。本质上，它是一种频域内的运动传递函数，通常通过线性频域分析方法获得（Lau等人，2022），可用于量化给定海况下悬架系统的减振能力。基于悬架的振动抑制机制的核心在于改变载荷的传递路径和方式。因此，在力传递层面，载荷传递比率是衡量船体对波浪载荷响应的重要指标（Gebrezgabir等人，2023）。此外，在悬架层面，通常还会考虑相对位移和行程利用率（Hu等人，2025；Li等人，2025a）。

4.2.3 综合运营性能指标为全面评估悬架系统对双体船实际运营能力的影晌，通常会考虑以下方面：（1）频率匹配性悬架系统的自然频率应避免与船上设备的敏感振动频率段重叠。若船体响应频率与设备工作频率发生重合，可能会导致动态响应放大，进而降低设备性能并影响运营可靠性（Kang等人，2023）。（2）乘客舒适度指标根据ISO 2631-1（1997）标准，双体船运动带来的乘客舒适度通常通过晕船发生率（MSI）（Piscopo和Scamardella，2015）或其等效的晕船剂量值（MSDV）（Javanmard等人，2025a）来评估。总体而言，对配备悬架的双体船的评估本质上是一个多目标问题，而非单一指标问题。这些指标代表了相互关联但各有侧重的性能维度，其相对重要性取决于任务需求和海况条件，制定针对特定场景的权重策略仍是重要的研究方向。

5. 悬架系统的控制策略在悬架系统的基础上，引入控制策略为双体船在复杂波浪环境中的自适应航行提供了新途径。其核心优势在于能够根据波浪激励和船体运动调整系统动态，从而在更广泛的海况和运行条件下实现全面的动态响应抑制。

5.1 控制系统架构与挑战双体船悬架系统的控制对象通常表现为一个多体耦合动力系统，包括主船体、浮体以及二者之间的悬架机构。虽然从严格意义上讲，悬架系统一般指由弹性元件、阻尼元件和执行器构成的机械或液压装置，但从系统动力学和控制的角度来看，双体船上广泛采用的各类传统减振结构同样具有调节波浪激励与船体响应之间能量传递的功能。在实际应用中，执行器指令通常是基于位移和速度信号，采用刚度型或阻尼型反馈来制定的（Liu等人，2020b；Zheng等人，2021），同时还会运用线性控制、阶跃控制以及混合控制等信号处理策略（Jiang等人，2020）。因此，这些也可以被视为广义的悬架系统，其控制策略可应用于双体船的悬架控制系统。汽车悬架的控制理论已经发展成为一个较为成熟的科研体系。如3.2节和表2中所分析的，配备悬架的双体船与汽车的动力系统在尺度、输出响应形式、模型结构以及线性化分析中的激励形式等方面都具有高度相似性。因此，汽车悬架控制理论可以为双体船的应用提供有用的理论参考。不过，双体船的悬架控制并非简单套用汽车悬架控制技术。双体船所处的海洋环境要复杂得多，这给控制系统设计带来了诸多根本性挑战。波浪激励的不可预测性和随机性大大增加了前馈控制的难度，而且控制输入甚至可能对系统的水动力特性产生不利影响。因此，有必要对悬架控制策略的各种实现形式进行分类和分析，以便明确不同控制方法的适用性。

5.2 控制策略悬架控制本质上是一个多维度的设计问题，涉及控制架构、控制算法和控制目标这三个相互关联的方面。预定义控制、半主动控制和主动控制这三种控制方案构成了系统级的逻辑框架，已在3.2节中做过介绍。在此基础上，具体控制律的实现则依赖于各种控制算法。控制算法在提升半主动悬架和主动悬架系统的性能方面发挥着关键作用（Wang等人，2025）。（1）基于模型的经典控制与最优控制经典控制是配备悬架的双体船中最常用的控制策略之一。表5总结了用于此类双体船的主要经典控制算法，介绍了它们的控制逻辑、关键设计参数以及代表性研究。在WHzer系列研究中，以汽车工程中的悬架系统为参考，采用天钩模型（Liu等人，2019），并结合比例-积分-微分（PID）算法来实现主动控制（Han等人，2023）和半主动控制（Han等人，2015）。这种控制策略在减少舱室内的纵摇和横摇方面效果显著，但对垂荡的抑制作用较为有限。Deng等人（2018）在海况4–6、航速30–50节的情况下，对双体船采用了线性二次调节器（LQR）控制，在某些特定条件下，运动抑制效果可达70%–80%，但其缺陷在于无法同时实现纵摇和横摇的均衡控制。Zhang等人（2014）则采用H∞方法进行输出闭环反馈控制，使得不同位置的晕船发生率都能控制在30%以下。经典控制方法是配备悬架的双体船中最常用的控制策略，主要是因为它们拥有成熟的理论基础、清晰的实现路径，并且能够轻松与现有的动力模型和控制器相整合。现有研究表明，无论是基于天钩概念的PID控制，还是LQR和H∞控制，其控制效果在很大程度上取决于能否准确建立动力模型以及能否精确调整控制参数。为了获得更好的控制效果，人们通常会采用神经网络（Fang等人，2010）以及遗传算法、粒子群优化和NSGA-II等优化算法（Zhu和Ma，2019a）来寻找最优控制参数。此外，根据表5中总结的现有研究结果，这些方法在抑制单自由度运动方面通常更为有效。（2）智能控制与自适应控制表5. 配备悬架的双体船控制方法的特点。控制方法方法特点关键参数代表性参考文献PID结构简单、可解释性强且易于实现，适用于低阶反馈控制以及等效阻尼或刚度的实际调整Kp、Ki、Kd（Han等人，2015，2023；AlaviMehr等人，2019；Fang等人，2010）LQR基于状态空间的最优状态反馈设计，可用于多种运动的协同控制权重矩阵Q和R；状态反馈增益矩阵K（Deng等人，2018；Liang等人，2019）H∞/H2控制旨在应对不确定性及外部干扰，注重系统的鲁棒性和干扰抑制能力性能权重函数、权重矩阵、闭环增益（Zhang等人，2014；Sheng等人，2017；Zhu等人，2019；Zhu和Ma，2019b）从上述综述可以看出，目前关于双体船悬架控制的研究主要以经典控制法和最优控制法为主，而这些方法的性能在根本上取决于底层动力模型的准确性。为应对参数不确定性及随机波浪扰动，人们还探索了多种智能自适应控制方法。那些将波浪扰动视为外部动态信号的自适应控制策略，可通过状态或状态导数反馈进一步降低对精确水动力参数的依赖。例如，Basturk等人（2015年）基于此类策略设计了一种自适应控制器，用于在无法预先获取水动力参数等信息的条件下稳定双体船的俯仰姿态。通过采用线性化预测模型，模型预测控制（MPC）能够有效处理多变量耦合问题（Hu等人，2021a）。Liang等人（2016年）通过从非线性模型构建线性模型，实现了在3至5级海况下、速度高达40节时的双体船纵摇与俯仰运动的协同抑制，证明了MPC在高速双体船运动控制方面的工程可行性。Liu等人（2018b）将受限T形翼控制问题转化为二次规划（QP）优化问题，采用滚动时域策略优化翼面攻角。以海面状态指数作为优化目标，该控制器在4级海况下可将海面状态指数降低45.17%。与传统反馈控制器相比，MPC能够明确纳入执行器约束，并在统一框架内优化多个耦合的运动响应。与传统控制器需要明确的数学模型来进行控制器设计不同，数据驱动控制则是通过与被控系统的交互直接学习控制策略。这一特性为那些难以建立精确模型的悬挂系统控制提供了另一种解决方案（Kimball等人，2024年）。目前，数据驱动控制在双体船运动控制领域的应用仍较为有限。Qin等人（2024年）基于深度确定性策略梯度（DDPG）算法开发了一种用于纵摇与俯仰协同控制的深度强化学习控制器。仿真结果表明，在所研究的运行条件下，该控制器的运动控制性能优于GA-LQR控制器，而两种方法的鲁棒性则相当。这些初步研究表明，深度强化学习为双体船运动控制提供了一种可行的数据驱动框架。不过，其实际应用仍需进一步研究其在真实运行条件下的鲁棒性及部署问题。

6. 结论
本综述从设计、分析到控制的全视角，系统研究了双体船的基于悬挂系统的振动抑制技术，涵盖了双体船系统从研发到应用的整个过程。悬挂系统在保持船体基本几何形状的同时，建立起船体与上层建筑之间的动态连接，从而改变波浪激励与上层建筑运动之间的能量传递路径。这一机制为提升双体船的波浪适应性振动抑制能力提供了新的技术途径。目前相关研究大多仍处于探索阶段。本文综述的文献表明，研发配备悬挂系统的双体船不应被视为一系列独立的研究课题，而应是一个将结构设计、动力学分析和控制相结合的迭代工程过程。如图23所示的“设计-分析-控制”框架所示，结构设计决定了船体配置、结构布局以及悬挂系统架构，从而为波浪载荷传递和振动隔离奠定物理基础。动力学分析则为参数设计、数值预测和性能评估提供理论依据。控制策略则进一步利用悬挂系统的可调特性，提升其在不同海况下的适应性。这些阶段并非三个独立的研究课题，而构成一个迭代的研发框架。

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图23. 配备悬挂系统的双体船的集成“设计-分析-控制”研发框架。
该框架也可作为研发配备悬挂系统的双体船的通用指导原则。在典型的工程应用中，首先根据运行需求确定双体船的配置，明确主要的波浪诱发运动特征。随后根据所选配置的结构特点，确定悬挂系统架构及其关键参数。接着，需根据研究目标选择建模精度，从用于初步参数分析的集总参数模型，到用于深入研究的流体动力学仿真不等。之后进行性能评估，量化振动隔离能力并识别影响系统性能的主要因素。如果仅通过结构设计无法达到所需的振动抑制效果，可进一步引入适当的悬挂控制系统，以提高其在不同海况下的适应性。

综述还指出了目前限制其工程应用的若干关键挑战。从结构设计角度来看，船体配置、悬挂系统架构、波浪载荷传递以及水动力干扰之间的关系尚未被充分理解，这使得难以为不同配置的双体船制定通用的设计原则。从建模与分析角度来看，准确捕捉水动力载荷、结构响应与非线性悬挂动力学之间的强耦合关系仍具挑战性。同时，统一的动力学建模框架和标准化的性能评估方法也尚未建立。从控制角度来看，波浪激励的随机性、海洋环境中的传感器信息有限，以及执行器能耗和可靠性方面的限制，都给实现稳健且实用的悬挂控制策略带来了很大困难。

总体而言，配备悬挂系统的双体船仍在持续发展之中，而现有研究大多集中在单个结构设计、数值分析或控制算法方面。未来的研究应从孤立优化各个组件，转向结构配置、动力学建模与智能控制的集成协同设计。

作者贡献说明：
徐俊岩：数据整理、研究工作、方法学、初稿撰写。
王海涛：概念构思、形式分析、方法学、审稿与编辑。
杜鸿旺：概念构思、形式分析、研究工作、审稿与编辑。
熊伟：概念构思、研究工作、审稿与编辑。