随着人工智能和无线通讯技术的快速发展,港区安防领域迎来了智能化新变革。执法无人艇作为一种新型智能水面航行器,提供了一种优于传统执法监管手段的智能化解决方案。执法无人艇在港区作业时,面对突发事件能够迅速到达指定水域,并在水域内形成多角度高密度的覆盖。执法无人艇在港区巡航监管、危管防污和调查取证等使用场景下发挥重要作用,因此对无人艇路径跟踪策略提出更高要求。本文以港区执法无人艇为研究对象,设计一种适用于港区执法无人艇的模糊自适应路径跟踪控制器,主要研究内容如下:1.对无人艇数学模型分析,简化得到无人艇三自由度模型。对风、浪和流三种环境扰动分析,建立环境扰动数学模型。无人艇采用间接式路径跟踪控制,即在改进视线制导法（Line-of-Sight,LOS）下的模糊PID（Fuzzy Proportional Integral Derivative,FPID）控制方法,通过动态调整方式,实现模糊规则对PID控制参数实时更新。通过仿真实验,验证了该方法的有效性。2.针对外界环境扰动对无人艇路径跟踪控制的影响,引入不确定性和扰动观测器（Uncertainty and Disturbance Estimator,UDE）并与扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）进行对比。通过仿真实验,基于两种扰动观测器的控制器均可实现无人艇在外界环境扰动下的路径跟踪控制且UDE相较于ESO扰动观测更精确,跟踪性能更优。针对拒绝服务攻击（Denial of Service,Do S）出现通讯中断或信息丢失,设计一种补偿系统（Compensation System,CS）,仿真结果表明,Do S攻击下基于UDE观测器和补偿系统的FPID控制器能够满足无人艇路径跟踪要求。3.搭建无人艇实验平台,针对无人艇实际巡航时遭遇网络攻击,采用3DES对岸基系统与无人艇进行通讯加密,经实际测试验证该加密方法有效。针对无人艇路径跟踪,对设计的路径跟踪控制算法进行实艇测试,采集和分析实验结果表明,UDE观测器下的FPID控制器跟踪精度高且能耗更低。最后,总结本文的主要工作内容,对后续研究工作进行展望。