水面无人艇作为信息化知识向海洋领域延伸的产物，越来越受到国内外研究人员的高度重视，与此同时高性能复合船型的研发也已成为各国高性能船舶设计工作者研究的新课题。鉴于此，本文设计了一艘分别在主船体和侧船体上安装有水翼的复合三体船模，完成了其船体选型设计与制作、推进系统及其操纵系统的设计与安装，并设计了以可编程自动控制器作为核心控制器的无人智能控制系统，从而完成对无人复合三体船模的操纵运动试验与自主航行及其智能避碰试验的控制。（1）改进了以MMG模型为主的船舶操纵运动方程，并运用四阶龙格-库塔方法对船舶操纵运动方程组进行数值求解。基于Visual Basic2008语言采用类与模块相结合的程序设计方法，完成了复合三体船模的操纵运动仿真平台的设计，并将仿真结果与试验数据进行对比分析讨论，从而验证仿真平台的可靠性。（2）以目标航向角与距障碍物距离作为输入变量，无人艇航行速度与舵角作为输出变量，建立了无人艇自主航行与智能避碰功能的模糊控制规则。通过自主航行和智能避碰的仿真试验与船模试验得到了较详实的模糊控制执行表，为实现水面无人艇智能化的自主控制系统设计方案提供了一种借鉴。（3）针对设计的以初始航速、舵角和舵叶展弦比为主的多种组合试验方案开展了复合三体船模的回转运动试验、Z形操纵运动试验，测量了试验过程中船模的回转直径、艏向角、回转角速度、航行轨迹等试验值。（4）编译了一套基于混沌遗传优化算法的系统辨识方法对复合三体船模操纵运动模式的数学模型进行分析，设定了三个目标函数，得到了相对应目标函数的待辨识参数，将辨识结果与试验数据对比证实了系统辨识方法的可靠性。同时从回转运动和Z形操纵运动两个方面将初始航速、舵角和舵叶展弦比对船舶操纵性能的影响做了更加深入的分析讨论，确定了三者因素与船模相对回转直径的关系表达式，并对复合三体船操纵性设计提出了一些建议。