随着全球海洋资源的发展和军事装备竞争的日益激烈,无人海洋航行器（Unmanned Marine Vehicles,UMVs）控制系统的研究越来越受到国内外的关注。无人海洋航行器作为了解海洋的重要工具之一,已承担了科学探索、工业工程及军事任务等许多方面的作业。值得注意的是,由于海洋环境的复杂性和不可预测性,无人海洋航行器的推进器有极大的可能性发生故障。故障一旦发生将会造成部件本身损坏,严重的则导致环境污染并威胁作业人员的生命财产安全,因此对海洋航行器的安全性要求越来越高。这就需要无人海洋航行器在准确地执行常规任务时具备一定的容错能力,且在某些操作中发生可接受的故障后依然能够在确保安全的前提下,满足一定的性能指标并继续完成任务。本文以保证无人海洋航行器的可靠性和稳定性为首要目标,基于滑模输出反馈技术,研究带有推进器故障的无人海洋航行器容错控制策略。本文的主要研究工作总结如下:首先,基于滑模输出反馈控制,研究了带有推进器故障和外部干扰的无人海洋航行器的鲁棒容错控制问题。建立了包括推进器部分失效、完全失效和卡死故障在内的故障模型。基于矩阵满秩分解技术、H∞鲁棒技术和线性矩阵不等式,给出了滑模稳定的一个充分条件。利用自适应机制对故障因子和卡死故障进行估计,并设计输出反馈控制器及非线性滑模控制项,保证了无人海洋航行器系统的渐进稳定性并具有自适应H∞性能指标。仿真结果验证了所提出策略的有效性。其次,针对无人海洋航行器的位置、速度信息与来自陆基控制站的控制器信号在通信信道内传输时的量化现象,利用滑模技术研究了无人海洋航行器的量化输出反馈容错控制问题。基于输出信息和补偿器状态构造增广滑模面,通过线性矩阵不等式保证滑模的稳定性。提出了一种改进的量化参数动态调整方案,并结合自适应机制,设计了一种滑模量化控制器来补偿推进器故障和量化误差,以保证无人海洋航行器系统的渐近稳定性和自适应H∞性能指标。仿真结果验证了所提方法的有效性。最后,考虑到量化器的编码/解码端存在量化参数不匹配的情况,研究了无人海洋航行器的滑模输出反馈容错控制问题。通过建立量化参数不匹配的时变比例模型,结合自适应技术,设计了滑模输出反馈容错控制方法。该方法削弱了量化误差、推进器故障和外部干扰的负面影响,实现了无人海洋航行器控制系统的渐近稳定性并具有自适应H∞性能指标。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。