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水下无人航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)定深编队控制是完成海洋环境构建、海底管道巡检以及军事侦查等任务的基础。目前UUV普遍存在非线性、模型不确定性和欠驱动性等问题，以及复杂的海洋环境和水声通信的限制，给UUV定深编队控制增加了难度。近年来UUV逐步实现模块化和智能化，使得网络控制系统(Network Control System,NCS)在UUV的内部控制结构中得到广泛使用，网络控制系统提高了航行器内部通信的稳定性，但同时产生通信时滞。针对UUV编队通信拓扑中的时滞和UUV内部网络系统中的状态时滞问题，同时考虑到海流、模型不确定性对控制器的影响，设计更稳定、更高效的定深编队控制器。
通过对含时滞的欠驱动UUV定深编队的分析研究，将其分为深度控制、路径跟踪控制和编队协调控制三部分内容，采用滑模变结构方法设计深度控制器，应用反步法设计路径跟踪控制器，基于一致性理论设计编队协调控制器。
首先，对欠驱动UUV内部基于NCS的硬件架构和分层控制进行详细说明，其次建立欠驱动UUV的5自由度模型(不考虑横摇)，将5自由度模型解耦为垂直面模型和水平面模型，并对建立的两个模型进行仿真验证。
其次，在欠驱动UUV垂直面模型基础上引入状态时滞和模型不确定性，建立新的数学模型。针对叠加干扰设计状态观测器对系统进行补偿，设计含状态时滞的积分滑模面和滑模等效控制律，使状态点一开始就处于理想滑动模态，不存在任何趋近运动和外界干扰的影响，完全符合全局鲁棒控制思想；针对系统中不连续部分，基于自适应参数预估方法设计滑模切换控制律，使状态点保持在积分滑模面上滑动，并根据李雅普诺夫泛函给出稳定性证明；通过与传统滑模控制器的对比仿真，所设计的控制器几乎无输出抖振且具有更高的控制精度。
进一步，由于UUV在水下受到复杂环境的影响以及水声通信带宽的限制，UUV编队的通信网络中必然存在时滞。建立UUV编队固定通信拓扑，并将拓扑中任意两个UUV的通信时滞统一化，以简化控制器设计；根据t??时刻的状态迭代估计t时刻的状态，从而将时滞系统转化为非时滞系统，基于一致性理论设计编队的一致性控制协议，并给出参数的设计过程，并证明编队控制系统的稳定性；最后通仿真验证编队协调控制器的有效性。
最后，考虑海流和未建模部分对编队协调控制的影响，针对海流设计海流观测器，采用自适应方法对系统未建模部分参数进行实时在线校正，基于反步法设计跟踪控制器；考虑到水声通信时滞问题，根据各节点与期望路径点的弧长差来设计编队协调控制律控制各个UUV的期望速度，即编队控制器的输出作为跟踪控制器的输入，从而实现编队协调控制，并通过仿真验证编队控制的有效性。
通过对含时滞的欠驱动UUV定深编队的分析研究，将其分为深度控制、路径跟踪控制和编队协调控制三部分内容，采用滑模变结构方法设计深度控制器，应用反步法设计路径跟踪控制器，基于一致性理论设计编队协调控制器。
首先，对欠驱动UUV内部基于NCS的硬件架构和分层控制进行详细说明，其次建立欠驱动UUV的5自由度模型(不考虑横摇)，将5自由度模型解耦为垂直面模型和水平面模型，并对建立的两个模型进行仿真验证。
其次，在欠驱动UUV垂直面模型基础上引入状态时滞和模型不确定性，建立新的数学模型。针对叠加干扰设计状态观测器对系统进行补偿，设计含状态时滞的积分滑模面和滑模等效控制律，使状态点一开始就处于理想滑动模态，不存在任何趋近运动和外界干扰的影响，完全符合全局鲁棒控制思想；针对系统中不连续部分，基于自适应参数预估方法设计滑模切换控制律，使状态点保持在积分滑模面上滑动，并根据李雅普诺夫泛函给出稳定性证明；通过与传统滑模控制器的对比仿真，所设计的控制器几乎无输出抖振且具有更高的控制精度。
进一步，由于UUV在水下受到复杂环境的影响以及水声通信带宽的限制，UUV编队的通信网络中必然存在时滞。建立UUV编队固定通信拓扑，并将拓扑中任意两个UUV的通信时滞统一化，以简化控制器设计；根据t??时刻的状态迭代估计t时刻的状态，从而将时滞系统转化为非时滞系统，基于一致性理论设计编队的一致性控制协议，并给出参数的设计过程，并证明编队控制系统的稳定性；最后通仿真验证编队协调控制器的有效性。
最后，考虑海流和未建模部分对编队协调控制的影响，针对海流设计海流观测器，采用自适应方法对系统未建模部分参数进行实时在线校正，基于反步法设计跟踪控制器；考虑到水声通信时滞问题，根据各节点与期望路径点的弧长差来设计编队协调控制律控制各个UUV的期望速度，即编队控制器的输出作为跟踪控制器的输入，从而实现编队协调控制，并通过仿真验证编队控制的有效性。