在深渊探索领域,深海着陆器扮演着重要的角色。传统的深海着陆器多为无动力型潜水器,结构简单、使用方便、成本低、且能够在海底长期观测。然而这也造成了深海着陆器每次布放后只能保持在同一地点,这也极大的限制了观察级深海着陆器的工作范围。为实现深海着陆器的巡航探测,本文对深海着陆器的控制系统进行了深入研究,主要包括以下内容:（1）深海着陆器总体方案及软硬件设计针对深海着陆器全海深的工作特点,以及无动力下潜上浮的特性,提出了一种装备固体浮力材料,搭载两级抛载的深海着陆器结构方案,对机体进行了扁平化流线型的设计。并提出主要技术方案,包括深海着陆器的配重、投放和回收、运动控制和路径规划等。控制系统硬件部分根据深海着陆器的工作环境以及功能需求,设计了基于双控制器的深海着陆器控制系统。考虑到硬件的耐压深度、功率、质量以及排水体积等条件,对硬件进行合理选型,控制芯片选用PC/104控制模块为主控制器,STM32F103C8T6为协控制器,并对各子系统进行了模块化设计:STM32F103最小系统电路设计、电源系统硬件设计和开关电路硬件设计等。控制系统软件部分分为下位机软件设计和上位机软件设计。在下位机软件设计中,对总体软件框架进行分层介绍,分析了深海着陆器从部署、作业到回收的整个工作流程,并对协控制器的程序流程、铱星系统工作流程进行说明;上位机软件部分对上位机软件总体框架进行介绍,并利用Qt软件完成了图形用户界面的设计。（2）运动控制算法研究对深海着陆器坐标变换进行研究,推导出其运动学模型;对PID、增量式PID和神经网络PID控制进行探究,并针对神经网络PID控制算法,阐述深海着陆器前行、左转和右转情况下的控制策略;基于深海着陆器运动学模型和BP-PID控制算法提出了双闭环运动控制系统。（3）深海着陆器路径规划算法研究针对移动式深海着陆器全局动态路径规划问题,本文基于改进蚁群算法和人工势场法,提出了一种融合算法,可实现三维全局动态路径规划。首先,基于传统蚁群算法,设计了基于路径偏移的启发函数,同时提出简化栅格地图和优化搜索空间的方法,提升了蚁群算法在三维路径规划中的收敛响应速度;其次,基于传统人工势场法,设计了引力场修正函数和斥力场距离影响函数,保证了目标点较远时,人工势场法规划的路径不会碰撞障碍地形,同时解决了近目标点有障碍物时,目标点不可达问题;最后,提出了融合改进蚁群算法和人工势场法的规划方法,构造了顾及全局路径规划的势场函数,保证了三维动态路径规划的全局最优性。实验算例结果表明,本文提出的算法在保证全局路径规划较优的基础上,提高路径的平滑性,实现等深度航行,同时具备良好的局部避障的能力。