文章标题：基于LSTM-DNN的实海域滑行艇操纵性灰箱数学模型研究

文章作者：李少楠¹, 贾莉¹, 陈扬¹, 侯先瑞²
关 键 字：操纵性;滑行艇;风浪流耦合环境;灰箱模型;LSTM-DNN
文章摘要：实海域风浪流耦合环境下滑行艇呈现强非线性运动特性，传统操纵性数学模型预报误差较大，实船试验成本高且工况覆盖不足，制约复杂环境性能底数评估。现有灰箱模型存在环境干扰简化（忽略波浪记忆效应）、实海域验证缺乏两大局限。本文提出一种LSTM-DNN灰箱融合架构，基于MMG理论框架，通过LSTM分支学习历史数据捕捉波浪频域特性与累积效应，DNN分支补偿静水动力与动态流载荷耦合误差，针对LSTM分支贡献进行消融实验和敏感性分析。结果表明，以10 m滑行艇为例在2～3级时变海况验证下，相较传统理论模型和纯数据驱动模型，灰箱模型显著提升实海域操纵性在轨迹、首向角和回转直径上的预报精度，可为船艇航行性能数字化试验鉴定提供技术基础。