AUV在海洋开发中充当着越来越重要的作用,AUV体积小且具备自主决策能力,是当前广泛应用的一种水下潜器。正是由于其体积小,所以所携带的能源就要受到某种程度的限制,因此其续航力不能得到有效的保证,特别是对于近水面运动的AUV,此时它会受到水面波浪的影响而产生剧烈的摇荡,航行阻力会较深潜航行时有所增加。此外,近水面运动的AUV,螺旋桨也会受到水面波浪的影响而产生推力和转矩损失。在这两方面因素的综合作用下,AUV原有的艇机桨的匹配特性遭到极大地破坏,结果造成不必要的能量浪费,降低了 AUV单次航行的续航时间,是我们所不期望的。研究表明AUV增阻的主要因素是由于剧烈的纵摇运动,所以本文利用势流理论首先建立了纵摇运动与AUV航行阻力之间的关系,并利用Fluent验证了所建模型的有效性。在设计AUV垂向姿态控制器时,本文不单纯地看AUV垂向姿态控制的好坏,而是以控制效果和增阻为综合优化指标,实现了减小摇摆幅度的同时减小AUV航行阻力的目的。这样有利于AUV的艇机桨工作在匹配点上。为了进一步保证AUV在艇机桨的匹配点附近工作,我们在设计AUV推进系统控制器时,把螺旋桨产生的转矩损失当做是一种外加扰动参与到控制当中,通过前馈-反馈复合控制加以消除。为了进一步提高推进系统的鲁棒性和抗干扰能力,本文设计了模糊PID控制器,从仿真结果来看取得了较好的控制效果。通过垂向姿态和推进系统的综合控制,我们有效地保证了AUV在艇机桨的匹配点处工作,从而达到了节省能量的目的。