本论文在学习了RL-RTX、RTX51实时多任务操作系统、CAN现场总线通信、虚拟仪器软件(LabVIEW),研究了目前国内外水下机器人控制策略等问题的基础上,通过参阅大量国内外文献,针对实验室现有的小型水下机器人实验平台设计上的局限性,提出了一种新型水下机器人控制系统的设计方案及优化的控制策略。文中对微处理器模块、控制设备模块、通信模块等的软硬件设计进行详细讨论并且给出实现方法,其中着重研究了水下载体的推进系统及其与水面控制台的CAN总线通信等重点部分。 另一方面,论文对控制系统的软件设计方案也进行了详细讨论,提出了一种优化的PID控制策略,并采用虚拟仪器软件设计环境(LabVIEW)进行了PID控制软件设计,最后,利用该PID控制软件对水下机器人实验平台进行了自动定向、自动定深等自动控制实验,并对实验结论进行了详细分析。最后,针对常规PID控制器的局限性,本文提出了一种在LabVIEW环境下采用模糊逻辑在线修正常规PID控制器参数,并且应用于小型水下机器人的控制策略。在整个水下机器人控制系统设计过程中,考虑到各个部分的可靠通信问题,本文同时进行了控制系统应用层通信协议的初步建立及数据包格式定义等。 由于目前该新型水下机器人控制系统的设计还处于研发阶段,因此有很多工作尚未完成,如系统连机调试、整体组装、系统现场试验等,这些工作都将在今后的工作中进一步完善。