水面无人艇(Unmanned Surface Vehicles)作为人类探索和开发海洋的有效工具有着无人化,智能化等特点,能够替代人类完成危险性更高更复杂的任务,所以无人艇逐渐被民用和军事领域所应用。近年来,随着海洋科学技术的发展,无人艇的工作方式已经由原来的单一作业方式发展为协同控制作业方式。多个无人艇协同合作可以完成单一个体无法完成的任务。因此,研究多个无人艇的协同路径跟踪控制问题具有重要的实际意义。本文以欠驱动无人艇作为研究对象,结合非线性系统理论、图论、神经网络技术等理论工具。考虑到系统中存在的不确定性、控制器结构复杂性、状态变量不可测、系统外部存在扰动等问题,本文的研究工作主要包括以下几个方面:第一,针对无人艇在洋流下的直线和曲线路径跟踪控制问题,采用了积分LOS导航律,设计了直线和曲线路径跟踪跟踪控制器。Lyapunov稳定性分析证明了闭环系统是半全局一致最终有界的。仿真结果表明了所给出控制算法的有效性。第二,假定无人艇控制器的参数是已知的情况下,针对多无人艇在行驶过程中的协同路径跟踪问题,采用了图论法结合多智能体协同一致性算法。同时基于LOS导航律,通过自适应算法对控制系统中的未知导数进行估计,形成一种无人艇协同控制策略。仿真结果表明了所给出控制算法的有效性。第三,针对无人艇控制器中参数未知的情况,利用积分LOS算法中可有效抵消洋流干扰的特点,通过神经网络对欠驱动无人艇的未知参数进行在线逼近。Lyapunov稳定性分析证明了闭环系统是半全局一致最终有界的。仿真结果表明了所给出控制算法的有效性。