深海环境有着巨大的不确定性和复杂性,因此想要更好的研究海洋世界,就需要探索工具,也就是自主水下潜航器（AUV）。首先主要介绍了AUV发展及控制技术研究状况,查找相关文献资料,了解到当今自主式水下潜航器向着远程发展,向深海发展,向更加智能化方向发展。结合课题研究的目的和意义,本论文主要研究自主水下潜航器的深度和航向控制。首先,本文对自主水下潜航器结构设计以及对其数学模型分析。对自主水下潜航器总体结构的设计,其AUV载体无舵桨尾部采用四螺旋桨作为推进器。建立其运动学方程,采用ITTC坐标系建立固定和运动坐标系,最终得到在对应坐标轴下的直线运动、旋转运动的状态参数,力与其对应的力矩。根据已知的状态参量能够得到自主水下潜航器的数学模型,主要包括重力、浮力、流体粘性力以及电机动力方程。针对本论文控制目标,为了更好的完成设计任务,对复杂的模型进行简化分析。其次,自主水下潜航器运动控制策略的研究,介绍了PID控制方式各个环节对于整个系统状态的影响,并采用增量式,其不需要累加过去的误差值减小了计算量。针对控制目标制定控制策略,完成俯仰PID以及航向PID环节仿真。PID控制具有算法简单等优点,但有一定的局限性,它需要人为调节,若经验不足可能需要进行很多次调参,且当面对AUV这样复杂的对象时不能得到满意的效果,因此引入了模糊控制算法,它拥有很好的鲁棒性以及自适应能力。最后,在原有PID基础上添加模糊控制优化系统,根据专家经验建立模糊规则,搭建仿真模块,对优化控制策略目标仿真以及增加干扰信号后进行仿真。根据结果能够看出改进的策略方式有所优化,然后针对控制系统作了水下定深、定航以及螺旋桨转速与其转弯周期实验。