浮力调节技术是剖面浮标和水下滑翔机研制中的关键技术。剖面浮标和水下滑翔机通常应用在0-2000m的表层海水,近年来,人们开始着眼于将它们的应用范围拓展到深海,这给浮力调节技术带来了新的挑战。从表层海水到深层海水,需要面临的是更高的压力和更大的浮力调节量需求,如果沿用传统的浮力调节系统设计,势必会大大增加能量消耗,从而降低设备的续航能力。本文提出一种混合式浮力调节系统,可以充分利用海洋环境压差实现剖面浮标和水下滑翔机更有效率的下潜上浮运动,有效地减少了能量消耗,可为大深度海洋移动观测平台研制提供关键技术保障。本文研究分为两个方面,一方面,本文针对最新研制的多模态新型深海机动浮标的低功耗浮力调节需求,结合国内外现有浮力调节装置的成功经验和发展趋势,设计了一个结构紧凑、模块化、低功耗、体积可控、海洋压差辅助驱动的混合式浮力调节系统,并基于AMESim液压仿真软件对其进行了仿真试验分析。仿真结果表明,所设计的混合式浮力调节系统可以在不同负载下正常工作,其性能满足设计要求,说明设计合理且具有可行性,这为系统进一步的研制工作提供了依据。另一方面,本文针对混合式浮力调节系统在深海机动浮标上的应用,对压差蓄能机动浮标的运动特性进行了理论和仿真分析,基于机动浮标的工作特点,研究分剖面浮标和水下滑翔机两个模态进行,并考虑了真实海洋环境的影响。在对压差蓄能机动浮标剖面浮标模式运动特性研究中发现,压差蓄能浮标只需要主动对浮标体积做较小的改变即可完成同等深度的剖面运动,节省了完成一次剖面运动的电池能量消耗,但蓄能器的加入会影响浮标的剖面运动形式和定深悬浮稳定性。在对压差蓄能机动浮标水下滑翔机模式运动特性研究中发现,海洋环境导致的浮力变化,会对滑翔机的运动产生较大的影响,而压差蓄能滑翔机通过蓄能器改变滑翔机在运动过程中的排水体积,进而影响滑翔机的浮力,有利于抑制海洋环境对滑翔机运动的不利影响。