无人艇作为一种具有自主航行能力的智能化平台，在军事和民用领域得到了广泛的应用。无人艇运动控制技术作为实现其自主航行能力的关键技术之一，尚有很大的研究空间。特别是在复杂的内河环境下，无人艇在执行测绘、巡航、搜救等自主作业任务时，其运动控制系统的稳定性、准确性和自适应性面临着巨大的挑战。因此，本文为了提高无人艇运动控制系统在内河复杂环境下的稳定性、平稳性和自适应性，以具有良好的机动能力和操作性能的“iNav-Ⅲ”号双推进无人艇为研究对象，从航速和艏摇角速度控制、路径跟踪控制、轨迹跟踪控制三个方面开展对无人艇的运动控制算法的研究和实验。本文研究主要包括以下几个方面：
　　（1）建立双推进无人艇运动数学模型和控制系统。首先以“iNav-Ⅲ”号无人艇为研究对象，建立了双推进无人艇的三自由度运动数学模型，为算法的理论研究和仿真验证打下基础。然后设计了一套无人艇控制系统，为算法的实船验证提供实验平台。
　　（2）设计基于PID神经网络的无人艇航速艏摇角速度协同控制器。针对航行环境变化下的无人艇航速艏摇角速度控制问题，利用PID神经网络无模型、自学习的特点，将两个单变量PID神经网络进行线性组合，设计了无人艇航速艏摇角速度协同控制器，能够同时控制无人艇航速和艏摇角速度。实船实验结果表明，该控制器具有良好的自适应能力，控制的平均误差约为3%。
　　（3）设计基于改进L1制导的无人艇路径跟踪控制器。首先针对L1制导算法跟踪折线路径存在较大超调和跟踪规则不健全的问题，对L1制导算法进行改进和完善。然后将所设计的航速艏摇角速度协同控制器与改进的L1制导算法相结合，组成无人艇路径跟踪控制器。最后进行的实船实验表明，在该路径跟踪控制器的控制作用下，无人艇能够在不同速度下稳定精确地跟踪直线和曲线路径，跟踪误差在0.5m以内。
　　（4）设计基于全局稳定的滑模轨迹跟踪控制器。针对航行环境变化下的双推进无人艇轨迹跟踪问题，利用全局渐进稳定定理和滑模控制理论设计轨迹控制器的位置控制律和姿态控制律，再与所设计的航速艏摇角速度协同控制器结合，构成无人艇轨迹跟踪控制器。对直线和曲线轨迹进行的轨迹跟踪实船实验结果表明，所设计的轨迹跟踪控制器能够较好地实现对参考轨迹地跟踪，轨迹跟踪误差能够控制在1.2m以内。
　　本文所研究的运动控制算法利用了神经网络自学习的特点，具有良好的自适应能力，并且通过对制导算法的改进，提高了运动控制系统的稳定性和准确性。一系列的实船实验也证明了所设计的运动控制算法能够为无人艇稳定高效地执行作业任务提供保障。