现在,海洋越来越得到各国的重视,对海洋的探索,开发和利用也成为了各国在海洋领域的研究热点。自主水面艇,又称无人艇,是一种小型化,智能化,能够自主航行的海洋航行器,可以作为小型水面运载平台,搭载不同模块执行各种任务,是人类研究海洋的重要工具。多无人艇协同可以完成很多单艇难以完成的任务,因此成为了现在的研究热点。群集运动控制,作为一种受到自然界的多种动物群体行为启发的多智能体控制模式,具有较好的灵活性和鲁棒性,在搜救,探测,军事集群等领域有着广阔的应用前景。本文主要基于领航跟随结构,研究了路径引导的多无人艇连通保持群集运动控制问题。具体研究工作如下:第一,针对带有模型不确定性与外部未知扰动的多全驱动无人艇的连通保持群集运动控制问题,设计了一种扩张状态观测器估计模型不确定性与外部未知扰动,利用反步法设计领航者的路径跟踪控制器,结合反步法与人工势场法设计了多无人艇的连通保持群集运动控制器,针对上述设计中遇到的领航者速度需要全局已知,但只有部分船能够访问领航者的问题设计了分布式速度观测器,提出了一种基于领航跟随结构的多全驱动无人艇连通保持群集运动控制方法。通过输入状态稳定性(ISS)定理与级联系统稳定性定理证明了闭环系统输入状态稳定性。仿真结果证明了所提出的控制方法能够实现路径引导的多全驱动无人艇连通保持群集运动控制。第二,考虑输出反馈情况,即只有无人艇的位置和艏摇角可测的情况,针对带有模型不确定性与外部未知扰动的多全驱动无人艇的连通保持群集运动控制问题,设计了一种基于位置和艏摇角的扩张状态观测器估计无人艇的速度信息以及模型不确定性和外部未知扰动,利用反步法设计领航者的路径跟踪控制器,结合反步法与人工势场法设计了多无人艇的连通保持群集运动控制器,针对领航者速度需要全局已知的问题设计了基于位置和艏摇角的分布式速度观测器,提出了一种输出反馈情况下的多全驱动无人艇连通保持群集运动控制方法。通过ISS定理与级联系统稳定性定理证明了闭环系统输入状态稳定性。仿真结果证明了所提出的控制方法能够实现输出反馈情况下,路径引导的多全驱动无人艇连通保持群集运动控制。第三,考虑带有模型不确定性与外部未知扰动的多欠驱动无人艇的连通保持群集运动控制问题,设计了扩张状态观测器估计模型不确定性与外部未知扰动,针对欠驱动无人艇设计了领航者的路径跟踪控制器,利用人工势场法设计了多欠驱动无人艇的连通保持群集运动控制器,同样针对领航者速度需要全局已知的问题设计了分布式速度观测器。通过ISS定理与级联系统稳定性定理证明了闭环系统的输入状态稳定性。仿真结果证明了所提出的控制方法能够实现路径引导的多欠驱动无人艇连通保持群集运动控制。