无人船是一种具有自主航行能力的海洋装备,在军用和民用领域均扮演着重要角色。单无人船因执行能力有限难以完成日益复杂的水上作业任务,多船编队协同因作业能力强、可扩展性好成为水上作业主流方式。多船编队协同控制策略是实现多船协同作业关键核心技术之一,也是海洋工程领域研究热点,具有重要理论和应用价值。本文以多船编队为研究对象,针对未知环境干扰、未知模型不确定性与执行器饱和等实际因素影响下多船编队协同控制问题进行研究。本文主要贡献总结如下:1.针对未知环境干扰、未知模型不确定性与执行器饱和下无人船路径跟踪控制问题,以动态面控制方法为基础,结合视线制导法（Line-of-Sight,LOS）和不确定性与扰动估计器（Uncertainty and Disturbance Estimator,UDE）,提出基于UDE的动态面无人船控制策略,并构造Lyapunov函数保证所提策略稳定性。引入辅助动态系统,减轻执行器饱和带来的影响,提高控制精度。数值仿真实验,验证了所提控制策略有效性和优越性。2.针对未知环境干扰、未知模型不确定性与执行器饱和下异构无人船编队协同控制问题,提出基于领导者-跟随者架构的多船编队协同控制方案。构造基于UDE的欠驱动领导船反演控制律,在领导船速度已知条件下,设计全驱动跟随船动态面控制律;在领导船速度未知条件下,引入虚拟船跟踪参考路径,设计基于速度估计器的全驱动跟随船动态面控制律,基于领导者-跟随者架构,实现异构多船编队协同控制。通过Lyapunov方法证明所设控制律稳定性,仿真实验验证其有效性和可行性。3.针对未知环境干扰、未知模型不确定性、未知速度与执行器饱和下多船编队协同控制问题,结合协同路径更新律、高增益观测器、UDE和事件触发机制,提出基于事件触发的多船编队协同路径跟踪控制算法,实现控制更新有效减少和多船协同控制。针对复杂未知、执行器饱和与资源受限条件下多船编队协同控制问题,结合事件触发协同路径更新律、非线性扩张观测器和事件触发控制更新机制,设计基于非线性扩张状态观测器的事件触发协同路径跟踪算法,实现资源有效节约和编队协同控制。Lyapunov方法证明所提方案的稳定性,仿真实验表明,与时间触发控制相比控制器更新次数减少45%。最后,总结了本文工作内容,并对后续研究工作进行了展望。