近年来,随着人类对海洋环境的不断探索,使得无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)技术得到了快速发展。由于海洋环境的复杂性与未知性,以及水下通信的实时性限制,使得对UUV的自主性与鲁棒性提出了更高的要求。本文以UUV为研究背景,针对海洋环境中存在的各种非预期情况,开展了对UUV体系结构与功能模块、UUV语义知识网络构建、非预期事件检测与规划处理等方面的研究,并通过仿真平台验证所提出方法的有效性。首先,通过对UUV经典体系结构的分析与对比,选择采用典型的慎思/反应混合式体系结构,并对该体系结构进行了详细的设计与功能模块划分,同时对各功能模块进行了具体的分析。其次,介绍了本体理论与语义知识网络的相关知识,根据语义知识网络的构建过程,建立基于本体论的UUV语义知识网络,使UUV各系统之间建立逻辑关系实现知识的共享与复用,从而通过语义知识网络的推理实现UUV面对非预期事件时能够做出有效决策。再次,对UUV任务执行过程中可能遇到的各种非预期事件进行了详细的分析与分类,在语义知识网络的基础本体模型中对非预期事件检测方法进行了深入研究,设计了非预期事件检测SWRL规则并对规则进行了解释说明,同时对非预期事件的规划与决策处理方案进行了详细阐述。最后,完成仿真实验平台的构建,设计了无事件触发及非预期事件下UUV任务规划与决策仿真实验,通过对仿真实验结果的分析,验证了基于语义知识网络的UUV非预期事件规划与决策能力。通过对UUV语义知识网络的构建,实现相关领域信息的互操作性,提高平台内各系统的协同能力,独立运行能力和环境感知能力,使得UUV在任务执行过程中具有更高的灵活性、鲁棒性和自主性。