随着水下自主航行器的高速发展,其航行时间越来越长,任务要求越来越复杂,航行风险越来越高。为了保证自航模高效、可靠地完成复杂的航行任务,如何在出现子系统故障和危险时提高自航模的航行稳定性和生命力逐渐成为重要的研究的领域。赋予自航模故障诊断、高效决策和可靠应急动作的功能可大大提高其生命力。本文着眼于大尺度无人潜艇的应急控制技术的研究和验证。大尺度无人潜艇已超出AUV的尺寸范围,更加接近于潜艇的尺度。相比于大尺度AUV,其具备更大的惯性和更快的航行速度,无人艇航行状态的改变会因此产生时延,对控制效果提出更高的要求。相比于潜艇,全自主的模式带来更多独特的挑战,比如实时性要求,大负荷情况下高效决策要求。为此,本文设计了一套智能、高效的应急控制方法。首先,本文针对无人潜艇的航行特性进行分析,评估航行风险,并提出解决方案。基于分析,本文设计了一种分布式实时监控框架,对于大规模系统具有可靠的监测能力;在诊断、推理方面,对艇载系统的故障完成故障树建模和分析,然后提出一种含权故障树匹配推理机制,可对大量故障快速分级;在决策机制方面设计了一套专家系统,融入有限状态机,提升其实时处理大量、持续变化的输入事件的能力;在动作执行方面采用操舵上浮、短路吹除、抛载三种应急上浮措施,以实现无人潜艇高可靠性自救。最后,本文对应急单元进行建模与仿真,验证了、单故障诊断功能、故障融合诊断功能、应急优先级设置功能和应急升级功能四个主要的控制功能。