摘要：无人艇(unmanned surface vessel,USV)集群协同围捕是无人艇的重要应用场景之一,文章针对无人艇集群协同围捕任务设计了一种自组织控制算法。考虑到被围对象的加速度未知且仅部分集群成员可对其测量的情况,文章设计了分布式目标状态观测器(distributed target state observer,DTSO),实现围捕过程中各成员对被捕对象状态的一致性观测。设计了一种自组织围捕引导律,解决了围捕算法需要为成员预分配期望位置的问题。设计了分布式非线性模型预测控制(distributed nonlinear model predictive control,DNMPC),解决了执行器饱和与艇间距离约束的问题,实现了满足避碰安全的协同围捕控制。文章分析了控制系统的输入-状态稳定性(input-to-state stability,ISS),并通过多组不同初始状态和改变成员数量的仿真实验,验证了围捕算法的有效性。