近年来水下机器人在海洋事业多个方面取得了显著成绩，微小型自主水下航行器(Mini-Unmanned-Underwater-Vehicle，MUUV)因体积小、投放与回收方便，在海洋探测与开发领域更具有成本优势。随着其性能的逐步提高，功能的日益增强，微小型UUV正在以独自或编队形式来完成更多领域的海洋作业任务，成为人类探索、利用海洋的有力工具。本文开展了面向观察、探测领域的微小型化的UUV控制系统的研究，主要内容包括微小型UUV结构设计，控制系统设计，控制算法的研究与仿真实验工作。论文首先根据微小型UUV的国内外发展现状，结合现有的制作工艺和设备供应，提出了微小型UUV的设计方案。在所设定的研究目标下，对UUV的外形结构进行了设计，综合考虑所搭载设备的要求与UUV整体重心浮心的位置，对设备进行了统一的分配布局。在此基础上，重点介绍了微小型UUV运动控制系统的组成与工作原理。其次，建立了描述微小型UUV运动的坐标系及坐标系间的转换关系，对微小型UUV的受力进行了分析，并进一步分析了微小型UUV在海洋环境下受到的海流海浪干扰，建立相关模型；通过微小型UUV的水动力对运动的影响与各自由度间相互影响，将六自由度运动方程简化为垂直面运动模型与水平面运动模型，并对简化后的模型进行了操纵性仿真实验。最后，总结归纳了自抗扰控制器的原理和参数整定方法，结合所建立的微小型UUV运动模型，设计了自抗扰首向控制器与自抗扰深度控制器，在半实物仿真环境下，考虑海流海浪对微小型UUV运动的影响，对微小型UUV运动控制进行了仿真实验；为验证在观察、探测领域的实用性，对做割草机运动进行了仿真实验，进一步验证了算法在实际应用中的性能。通过仿真结果得出，应用于微小型UUV的自抗扰控制算法适用于海流海浪等干扰环境，能有效跟踪设定轨迹，完成观察探测任务，对实际应用具有一定指导意义。