水下高速无人艇属于AUV的研究范畴,但水下高速无人艇与普通AUV又有明显不同的特性,如水下高速无人艇最高航速远大于普通AUV,因此水下高速无人艇可以看做是高速AUV。水下高速无人艇操纵难度大,航行环境复杂,目前水下航行器均配备应急系统,或者称为自救系统、安全系统等,其功能是在航行器出现故障时使航行器快速浮出水面,防止航行器进一步的损坏。本文针对本高速无人艇的航行及操纵特性设计应急系统,并做了如下方面的研究:首先概述了水下航行器的发展情况,论证了航行器需要配备应急系统的必要性。其次研究了国内外对水下航行器应急系统的研制现状,针对这些应急系统存在的不足,提出本应急系统的改进思路。主要在应急策略和应急系统的可靠性上进行改进研究。设计了应急系统的主要功能,利用专家知识来建立应急决策模型,使得应急系统的应急决策更具有科学性。接着,结合本水下高速无人艇,设计应急系统的执行机构,包括气囊机构和有缆浮标机构,从机械结构设计、电气设计到控制方式设计,均进行了详细的研究,以保证应急系统执行机构的合理性和实用性。然后对应急系统控制器进行硬件选型,基于实时操作系统VxWorks编制应急系统控制软件,搭建半实物仿真系统,将应急系统接入航行器控制系统中进行联合仿真调试,验证应急系统的功能与可靠性。此仿真实验能很大程度上检验应急系统功能的完善性以及可靠性。湖上试验也验证了应急系统功能的实用性以及可靠性。最后得出结论,表明了此应急系统的优良性,包括适用性广和可靠性高,以及执行机构的新颖性。因此,此应急系统对于水下无人航行器的应急自救具有重要借鉴意义。