本发明公开了一种无人艇集群最优聚集控制器及其设计方法，所述的控制器包括通讯网络和多个控制器单元，所述的多个控制器单元分别与通讯网络连接；所述的控制器单元包括分布式协同优化模块、控制模块、观测器模块和无人艇。本发明采用分布式优化协同控制方法，通过对每艘无人艇建立局部代价函数来协同寻找全局代价函数的最优解，并将最优解作为其集合点。采用这一方法便于获取最优结果，控制简单，有利于实际应用。本发明采用反步法设计控制器，将复杂的、高阶的非线性系统分解为阶数低于原系统的子系统。并结合观测器对系统进行不确定性的扰动估计与控制，有效的降低了控制算法的计算负荷，有利于实际微处理器系统的实时计算。