随着水下舰艇和自动定位技术的不断发展,无人潜航器已被广泛地应用于海洋资源开发及水下工程作业,展现出良好的作业能力。AUV在海洋环境下的成功推动了将其向小型民用产品方向推广的设想,用以实现如湖底景色拍摄、水产养殖巡视、内陆河水文信息采集等诸多功能。然而,形态、水环境等的差异给AUV的水动力及控制性能带来的影响,成为了小型民用AUV研发制造亟需解决的难题。基于此状,本研究对小型AUV的水环境实现及其控制策略展开研究。本研究基于Ansys Workbench平台下的Fluent三维水动力仿真软件对AUV进行CFD数值模拟,揭示了多工况下的流场运动规律,仿真计算了AUV的水动力性能参数;设计、研发并最终搭建了自主试验水池。完成了硬件设备的选型、连接、调参,在Altium Designer中设计了驱动原理图及PCB电路板,基于LabVIEW设计了人机交互界面,编写了喷嘴转速和转向的软件自动控制程序,实现了水环境的实验模拟;对AUV的定位控制策略进行了仿真研究。在Matlab中模拟了小型AUV作业的水环境,获取了AUV的慢漂运动规律,并基于PID控制器搭建了Simulink动力定位控制仿真系统,利用粒子群算法(PSO)优化了PID参数,对比分析了两种控制器算法作用下,AUV的运动轨迹仿真曲线,实现了AUV的定位控制,获取了较好的控制性能。本研究为之后的AUV水动力性能试验及动力定位系统的控制器设计创造了条件,为小型AUV产品的设计实现奠定了基础。