在对海洋探索的过程中,由于水下环境恶劣,人类不能直接完成深海任务,水下潜器凭借其灵活性和自主性而受到广泛关注。随着水下潜器应用范围的扩大,控制策略研究逐渐成为水下潜器应用的一个重要课题,水下潜器的追踪控制系统旨在要求水下潜器根据控制指令追踪所需的水下目标点,同时在追踪过程中提高其控制系统的准确性和稳定性,这对发展水下潜器技术具有重要的理论与现实意义。然而,水声网络信道中的时变时延和物理信道中的输入饱和给水下潜器的追踪控制研究带来了挑战性,这使得传统的控制技术在时效性、准确度方面尚不能完全满足控制需求。因此,有必要研究时效性强、准确度高的追踪控制算法。本文考虑到通信时延和执行器饱和的约束,对水下潜器的追踪控制展开研究。本文的主要研究工作如下:1、针对水声通信网络信道中不可避免的时变时延问题,设计了基于通信时延的控制器,实现单个水下潜器对水下目标的跟踪控制,并在此基础上,利用了Takagi-Sugeno(T-S)模糊规则对控制器的增益系数进行动态调整,从而提高了水下潜器的追踪精度和追踪稳定性能。2、针对多个水下潜器的协同控制问题,考虑了多层级控制子系统间的紧密耦合关系和水声通信网络中通信时延的影响,设计了基于通信时延的分布式编队控制器实现了多个水下潜器对水下目标的稳定追踪。对于所提出的控制器,构造了李雅普诺夫函数来分析稳定性,然后给出了渐近稳定性的充分条件。3、针对水声网络通道的时变时延和物理通道中执行器饱和的问题,提出了一种考虑通信时延和饱和约束的控制器,通过定义多组平行面,提出了凸包表达式,利用多组平行面包围的空间,将饱和函数转化为实际反馈和辅助反馈的凸组合形式。根据位置误差和速度误差建立了时滞依赖和执行器饱和下的稳定性判据。在此基础上,设计了吸引域的估计及优化方法,实现了吸引域最大化。