近年来随着海洋事业的迅猛发展,自主水下航行器(Autonomous underwater vehicles,AUVs)较其他传统潜器相比展露出独有的无人无缆线的优势,然而单一的AUV作业能力毕竟有限,多AUV编队控制具有高效作业、容错性强的优点,更值得深入研究,本文围绕当下海洋事业中AUV编队控制的热点问题,对于AUV编队控制方法、编队同步一致性展开研究,主要包括以下几方面:首先,建立北东坐标系和载体坐标系,结合AUV具备的运动学、动力学特性,建立六自由度模型,针对本文研究的需求,进行水平面模型化简,并在有无海流情况下进行定常回转试验验证。其次,针对领航-跟随法的编队控制进行改进,设计一个与AUV具备相同运动特性的虚拟领航者作为编队的导引系统,虚拟领航者可忽视海流的影响,虚拟领航者和跟随者AUV之间采用l,θ的的编队策略,_il表示每个AUV与虚拟领航者之间的相对位移,θ表示_il与虚拟领航者纵向的夹角。建立位置跟踪误差模型,对于AUV非线性的特点,采用反步法将非线性系统线性化处理,结合李亚普诺夫函数进行鲁棒控制器设计和稳定性分析,AUV编队在所设计控制器作用下实现了对数字型路径的跟踪。再次,考虑未知海流对AUV编队鲁棒性及稳定性的影响,使所有AUV能够实现抗扰动的编队控制,仍设计一个虚拟领航者来给出跟随者精确的期望位置信息和速度信息,基于反步法设计非线性速度控制器来保证AUV编队的路径跟踪,AUV在海洋环境下受到的海流干扰,视为常值或慢变的系统输入参数,应用自适应技术对其估计补偿,以此保证AUV在海流干扰下编队的鲁棒性,应用李亚普诺夫函数证明误差系统是渐近稳定的,仿真试验证明AUV编队能完成在正弦线下的路径跟踪,AUV的纵向速度、横向速度、回转率等状态变量具有不错的一致性。最后,针对在上文正弦线的编队试验中拐点出现编队稳定性问题,提出交叉耦合同步控制技术方法,这种方法强调每个AUV的平等性,而本文设计的虚拟领航者正好合适,跟随者AUV个体地位相同,交叉耦合状态信息包括位置误差信号、同步位置误差信号、速度误差信号,提出用图论中的通信拓扑结构来表示AUV之间的信息流,运用交叉耦合的思想让AUV的同步位置误差以相反的方向存在相邻AUV的位置耦合误差中,这样的目的在于可以使相邻的AUV的耦合误差向相反的方向收敛,帮助消弱同步位置误差的影响,使其慢慢收敛至零。最后进行了正弦线和圆曲线的路径跟踪试验,试验结构证明所设计的交叉耦合控制算法的有效性。