将水下自主航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)通过水下接驳技术与海底观测网结合起来,可以组成立体的海洋观测系统,但是由于AUV单次充电后的续航能力还是有限的,使得这个立体观测的区域相对于广阔的海洋还是有限的。这就需要有一种探测工具,在单次充电后具有更长的续航能力,能够探测更广阔的范围。针对该需求,同时考虑到混合型水下滑翔机(Hybrid Underwater Glider, HUG)兼具常规水下滑翔机航程远和AUV机动性好的优点,本文面向海底观测网络,设计可用于水下自主接驳的混合型水下滑翔机,并研究其动力学建模、运动控制,以及与水下接驳相关的回坞导航技术,最终通过试验验证HUG接驳可行性以及相关算法。根据上述研究目标,本文提出并设计了一种利用可摆动推进器推进和转向的新式混合型水下滑翔机,并对其进行建模研究,在建模中提出了液压油囊式浮力调节系统的精确建模方法,较为精确地描述了浮力调节系统对航行器净重及质心的影响。在建立的HUG动力学模型的基础上,用仿真方式对比了液压油囊式浮力调节系统的精确建模方法与常用的浮力调节系统简化建模方法,得出结论：本文提出的浮力调节系统模型更精确地描述了浮力调节系统对航行器净重及质心的影响,可以更好地用于HUG的运动预测。此外,还通过仿真评估了HUG的水平航行和回转运动性能,分析了纵剖面的稳态滑翔运动。在运动控制方面,通过对比PID控制和模糊控制的实现方式和特点,选用了适用于HUG航向控制的算法——模糊PID复合控制。针对纵剖面滑翔运动的滑翔角控制问题,基于前馈／反馈控制原理,提出了一种基于模型拟合公式的前馈预测方法和滑翔角估计方法,相对于前人的方法,减少了计算量,同时提高了滑翔角的控制精度。针对混合型水下滑翔机速度低,容易受洋流影响的特点,提出一种接驳站可主动旋转的接驳系统方案,在此基础上,提出了一种引导HUG入坞的洋流补偿跟踪算法,实现对洋流影响进行补偿的同时保持目标接驳站在HUG的视线范围内,该算法可以增加HUG入坞过程中对洋流影响的鲁棒性。考虑到试验的方便性,本文另外设计了一款与面向实海应用的ZJU-HUG相似的小型混合型水下滑翔机(取名Mini-HUG)作为试验模型,用于算法和模型验证。在前面建模分析和算法研究的基础上,进行了HUG的试验研究和分析。针对Mini-HUG,开展了性能评估、航向控制算法及接驳算法的验证试验,充分发挥了它作为算法和模型验证平台的作用；针对面向实海应用的ZJU-HUG,开展了性能评估试验。试验结果表明,具有可摆动推进器的新型HUG,跟常规仅采用舵转向的HUG相比,具有更好的操纵性,并且在低速下还能够保持较好的转向特性,此外,试验还验证了HUG模型的准确性、航向控制算法的有效性以及HUG接驳的可行性。