随着海洋开发的不断深入,传统的锚泊定位技术已经难以满足深海域作业的定位要求。动力定位系统因其机动性能好、精准度高、不受水深限制等独特的优点受到了人们的青睐并被广泛应用于钻井、铺缆船、铺管船、供应船、海洋平台等高难度深海定位作业中,并已经成为深海资源开发不可或缺的关键支持技术。然而,在实际作业中,船舶的推进器长期在恶劣的海洋环境中运作,可能会发生故障,而动力定位船舶的工作性质使得故障推进器很难及时被修理或替换为备用推进器。为了保障作业的安全性和提高系统的可靠性,设计容错控制方案使动力定位船舶在推进器出现故障后仍能够完成定位作业是很重要的。因此,研究带有推进器故障的动力定位系统容错控制问题具有重要的理论意义和实际应用价值。本文的主要研究工作如下:首先,针对带有未知外部海洋环境扰动的动力定位船舶容错控制问题,本文提出了一种滑模状态反馈容错控制方案。该容错控制方案全面考虑了船舶推进器失效、卡死、中断三种故障情形,通过自适应机制在线估计故障信息和未知外部扰动上界信息,不依赖于故障检测和隔离模块的故障信息设计了自适应滑模控制律,并借助于李雅普诺夫稳定性理论和滑模控制理论,证明了所设计的自适应滑模控制器在有推进器故障发生和海洋环境外部有界扰动存在情况下,仍能保证船舶动力定位系统的所有信号一致有界性。仿真结果表明所提出控制算法的有效性。其次,针对动力定位船舶速度信息不可测情况下的鲁棒容错控制问题,本文通过设计高增益观测器对未知速度信息进行估计,并结合自适应机制在线估计故障信息和未知扰动上界信息,基于以上信息设计自适应滑模控制律,通过滑模控制理论,证明了所设计的自适应滑模控制器在船舶速度未知、推进器发生故障和海洋环境外部有界扰动存在的情况下,仍能保证船舶动力定位系统的位置误差在有限时间内到达滑模区域。仿真结果表明所提出控制算法的有效性。最后,针对船舶模型参数完全未知情况下动力定位船舶的容错控制问题,本文通过引入径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络及自适应估计方法来逼近船舶未知模型参数,并根据估计信息构造滑模控制律,通过滑模控制理论证明动力定位船舶的位置误差在有限时间内到达滑模面区域。仿真结果表明所提出控制算法的有效性。