为了解决受动态不确定性,外界未知时变干扰以及通信资源受限条件影响下欠驱动水面船舶的有限时间轨迹跟踪问题。通过结合现有的轨迹跟踪控制方案和实际航行中的工程需要,为欠驱动船舶的跟踪系统设计了多种有限时间控制方案。用以提高船舶的跟踪精度,使其安全,高效的完成跟踪任务。考虑到欠驱动船舶在实际航行中,不可避免的会遇到外界未知的时变干扰。采用坐标变换和范数计算的方式,将纵荡和横荡动力学系统的虚拟控制进行变换,解决了欠驱动的问题。通过设计自适应律逼近外部时变干扰的上界,结合反步法和有限时间控制理论,设计了一种不确定扰动下欠驱动船舶自适应有限时间轨迹跟踪控制方案。相比较传统方案,有限时间理论的引入大大提高了船舶的跟踪精度和系统误差的收敛速度。随后,考虑到通信资源的限制条件,引入了固定阈值的事件触发机制,并设计了一种事件触发的欠驱动船舶自适应有限时间轨迹跟踪控制方案。保证了高精度跟踪效果的同时,节约了计算资源,降低了执行器的磨损。为了解决轨迹跟踪过程中船舶受到的动态不确定性和外界未知时变干扰问题。结合自适应技术,将不确定参数和外部扰动合成的复合不确定向量转换为线性参数化形式。然后基于反步法设计框架,设计了一种考虑动态不确定性的欠驱动船舶鲁棒自适应有限时间轨迹跟踪控制方案。更进一步,考虑到通信资源的限制,并且为了在固定阈值触发方案的基础上进一步延长触发时间间隔,引入了一种相对阈值的事件触发机制。随后,在此基础之上设计了一种事件触发的欠驱动船舶鲁棒自适应有限时间轨迹跟踪控制方案。考虑到船舶受动态不确定性和外界未知干扰的影响,为了解决控制方案中利用自适应方法逼近不确定项带来的保守性问题。采用神经网络重构船舶的动态不确定性,并设计自适应律逼近外部干扰的上界。随后,通过反步逆推的方法设计控制框架,并根据有限时间控制理论设计了一种欠驱动船舶自适应神经网络有限时间轨迹跟踪控制方案。神经网络技术的使用进一步提高了系统的跟踪精度。更进一步,考虑到实际航行中通信资源的限制,将相对阈值的事件触发策略引入到控制方案的设计中,从而设计了一种事件触发的欠驱动船舶自适应神经网络有限时间轨迹跟踪控制方案。相比较固定阈值触发方案,相对阈值触发方案进一步延长了触发时间,且保证了跟踪的精度。通过Lyapunov稳定性理论为上述设计的有限时间轨迹跟踪控制方案提供了严格的稳定性证明。开发的所有有限时间轨迹跟踪控制方案,系统中所有的信号都是有界的,欠驱动船舶能够在有限时间内跟踪上期望的轨迹。选取了一艘船舶模型为仿真验证的对象,利用MATLAB搭建仿真程序。仿真结果表明,本文提出的有限时间轨迹跟踪控制方案能够有效的解决动态不确定性、外界未知的时变干扰、通信资源的限制等问题。