海洋是生命的摇篮，海洋不仅有宝贵的水资源，而且蕴藏着丰富的矿物资源。加强对海洋资源的开发利用，是实现国民经济可持续发展战略的重要物资保障。水下机器人技术作为21世纪人类探索海洋的最主要手段已经成为了各国研究的热点。小型自治式水下机器人是一种新型水下机器人，具有活动范围广、机动性好、安全性强、智能化等优点，随着开发的不断加深，它逐渐成为完成水下任务的重要工具。本文以鱼雷式小型AUV作为研究对象，给出AUV运动的两种坐标系及转换关系。其次分析小型AUV两种运动，获得AUV的平动方程和旋转方程。再次，通过讨论AUV的有关水动力系数，建立了AUV空间六自由度运动方程，并结合小型AUV的自身特点确定出六自由度运动动力学方程。最后在选定推力器的前提下，确定推力器的系统模型及无刷直流电机的数学模型。在建立的小型AUV动力学模型的基础上，利用Matlab/Simulink中的S函数模块建立AUV的数值仿真模型，并进行仿真运行，从理论力学角度，观察推力和运动的关系，分析推力变化对AUV运动效果的影响。建立AUV本体的CFX水动力模型，讨论推进器对水动力性能的影响，通过与数值模型仿真进行对比，验证动力学模型的正确性。另外，研究了目前直流无刷电机的速度控制方法，根据电机的控制原理以及推力器的数学模型，建立了无刷直流电机和推力器推力的仿真模型，仿真得到电机转速力矩响应曲线。水下机器人的推力器的推力控制性能的好坏将影响水下机器人的航行和水下自航器的安全。传统的推力控制方法多是依赖于测定的推力系统模型，具有很大的局限性，对推力进行控制往往不能达到满意的效果。而免疫反馈是一种模仿免疫系统排斥并消灭抗原机理而对对象进行控制的新型控制方法，它不受推力系统模型的准确性的影响，并且该方法还有很强的实时性和鲁棒性能。在建立小型水下机器人物理模型及推进器系统模型的基础上，分别设计建立两种推进器控制系统对于推进器推力进行控制。为研究免疫控制器对推力控制的有效性，使用Matlab/Simulink和LabVIEW建立推力实时调试系统，分别讨论不同参数对控制效果的影响性。在同一输入推力指令下对两种控制效果进行对比，发现免疫控制器的推力控制效果要好于简化的推力模型控制器，另外，为了更好地研究免疫控制器能否应用于AUV上，文中采用多干扰工况下对推力输出进行研究，与简化推力控制系统对比发现，免疫反馈机制能有效地控制推力输出，这也进一步说明免疫控制方法可以应用到AUV的推力控制上，该方法对于水下机器人操纵与自适应控制的研究有较大的意义。