水下机器人在海洋开发中发挥着重要作用,推进技术是水下机器人研究的重要内容之一,水翼法推进是微小型水下机器人新型推进方式的探索性研究。研究水翼法推进机理,探讨水翼法仿生操纵方法,分析其水动力性能,研制水翼法推进试验样机,对于探索微小型中低速水下机器人新型驱动方式,提高其推进效率和机动性能,具有重要的研究意义。本文围绕水翼法推进控制技术、水翼协同运动机理以及水翼法推进水动力性能等具体问题进行了理论分析和实验研究,主要研究工作如下：1、研制以DSP为核心处理器的水翼法推进试验样机软硬件控制系统。针对“海忍-I”试验样机多运动单元协调控制的特点,设计了基于主控制器和运动单元子控制器的分级控制方法,研制了以DSP为核心处理器的软硬件控制系统,搭建了试验样机的传感器测试平台,开发了人机交互控制界面等。2、研究“海忍-Ⅰ”试验样机四翼协同运动、水翼协同运动、蹼翼协同运动以及拍、位旋协同运动机理。针对水翼协同运动中出现的左右水翼相位误差积累问题,设计了拍旋和位旋速度在线调整方法,并进行了实验验证。研究水翼拍、位旋相位差对水翼运动周期的影响,根据拍、位旋相位差对水翼运动进行分类,设计了一种水翼位旋的位置闭环控制方法,并通过实验验证了该方法的有效性。3、研究水翼法推进水动力性能。基于水翼表面附着涡和尾流尾涡模拟水翼运动,根据实验数据重新拟合水翼运动轨迹,修正拍位旋角速度曲线,从而修正水翼尾涡中的涡环位置。根据比奥-萨法公式计算了直线涡丝对任意点的诱导速度。采用非定常涡格法计算水翼拍旋和位旋协同运动下的纵向水动力系数,并对计算结果进行了验证。4、“海忍-Ⅰ”试验样机流体实验研究。为研究水翼拍旋和位旋角速度分布特性,进行了水翼运动单元单肢运动实验；为研究拍旋和位旋相位差以及水翼运动参数对“海忍-Ⅰ”试验样机运动性能的影响,进行了变拍旋和位旋相位差和变水翼运动参数的样机直航实验,得出水翼拍旋和位旋协同运动对推进性能的影响规律。