海洋是人类赖以生存的重要资源宝库，海洋资源的有效开发和利用成为了我国经济发展中的不可或缺环节。海洋机器人具有部署灵活、机动性能好等特点，已成为海洋资源勘探与开发的关键装备之一。随着海洋机器人技术的不断发展，自适应控制方法得益于其使用范围广、鲁棒性高等优势，已成为海洋机器人控制领域研究与应用中的重要趋势。因此，深入研究适用于复杂海洋环境下的自适应控制理论方法及应用技术对提高我国海洋工程领域综合实力，提升海洋科技核心竞争力具有十分重要的应用价值。

当前海洋机器人的自适应控制技术研究面临如下挑战：（1）在实际作业工况中，易受到复杂多变的洋流以及近水面风浪扰动，严重影响系统控制性能；（2）系统的执行元件和控制元件在机械制作工艺存在误差，导致系统存在结构或者参数的不确定性；（3）多个机器人之间依赖于网络通信拓扑，通信拓扑与分布式机制之间的耦合关系导致多机器人分布式协同控制协议设计困难。

该项目深入探索了复杂海洋环境下的海洋机器人精准控制机理，分别针对如下科学问题展开研究：（1）强干扰下的海洋机器人鲁棒自适应控制问题；（2）不确定信息下的海洋机器人自适应控制问题；（3）多海洋机器人分布式自适应协同控制问题。分别从强干扰环境下的控制系统鲁棒稳定性的影响因素、不确定信息与自适应控制之间的作用机理、多机器人协同与分布式机制之间的潜在关系切入，提出并发展了一系列复杂海洋环境下机器人自适应控制相关理论与方法，其中重要科学发现包括：

（1）挖掘了强干扰环境下的海洋机器人控制系统鲁棒稳定性的影响因素。该项目在充分考虑复杂海洋环境存在的未知多源干扰的基础上，构建了多输入多输出扩展状态观测器，提出了基于扩展状态观测器的自适应积分滑模控制方法，同时，保障了海洋机器人在多源强干扰下的鲁棒稳定性。

（2）阐明了不确定信息对海洋机器人自适应控制系统的作用机理。该项目深入发掘不确定信息与控制系统环节之间的耦合关系，提出了将不确定信息转换为不确定约束集合的新概念；同时面向上述不确定约束集，设计基于积分强化学习的欠驱动无人海洋航行器自适应跟踪控制方法，构建了同时满足控制系统稳定性和约束可达性的理论分析框架，有效拓展了自适应控制在海洋机器人中的适用范围。

（3）揭示了多海洋机器人通信拓扑与分布式机制之间的潜在关系。该项目从本质上分析了通信网络与分布式协同稳定性和跟踪误差之间的内在联系，构建了机器人集群系统的全局状态分布式估计方法和信息交互机制，提出了不依赖通信网络的海洋机器人集群分布式自适应协同控制方法，挖掘出保障闭环控制系统协同稳定的充要条件，实现了多海洋机器人完全分布式自适应协同控制系统的稳定运行。