随着传感器技术和人工智能的发展,无人艇已逐渐从实验室内的仿真模拟进入到实船验证和军民融合的工程应用中。无人艇的相关研究主要集中在船体设计、自主导航、制导和控制等方面。无人艇的操纵性会因为任务配载、船速和外界环境干扰等因素的影响而发生改变,所以无人艇的运动控制算法应具有一定的自适应调节能力。同时,控制系统的性能会影响无人艇运动控制算法的执行和相关实船实验的开展。吊舱推进型无人艇因具有较好的机动性而受到相关行业的关注。因此本文以吊舱推进的iNav-Ⅱ型无人艇为研究对象,从控制系统设计和自适应控制算法设计两方面开展研究。(1)设计了iNav-Ⅱ型无人艇的控制系统首先设计并实现了基于嵌入式微控制器和以太网的无人艇分布式控制系统。然后利用跨平台开发环境Qt,并结合Eigen、Leaflet和OpenCV等开源库设计和开发了岸基地面站软件。通过陆上数据传输测试和无人艇操纵性实船实验验证了无人艇控制系统的有效性和可靠性。(2)设计了艏向控制器和艏摇角速度控制器首先利用带遗忘因子的递推最小二乘法对无人艇的状态空间型船舶线性数学模型进行参数在线辨识,实现了对无人艇操纵响应模型参数的在线估计。然后利用内模控制和在线估计得到的无人艇操纵响应模型分别设计和实现了无人艇的艏向控制器和艏摇角速度控制器,并对控制器的参数进行在线调节。通过实船实验验证了控制器的实际控制效果。(3)设计了路径跟踪控制器针对航行环境和船速变化下的无人艇路径跟踪控制问题,通过将所设计的艏向控制器和艏摇角速度控制器分别与LOS制导算法和L1制导算法相结合,构建了两种无人艇路径跟踪控制器。开展一系列的实船路径跟踪实验,实船实验结果表明所设计的无人艇路径跟踪控制器可以较好的实现iNav-Ⅱ型无人艇对参考路径的跟踪。