水下航行器是一种工作于水下的极限作业机器人,又称水下机器人。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,而水下机器人却可以潜入水中代替人进行修理及开采的工作,可以说水下机器人已经成为开发海洋的重要工具。本论文将依据潜艇操纵性理论,建立水下航行器的运动学方程,并对水下航行器的运动进行一系列仿真,来验证动力学模型的正确性,对航行器在水下的运动情况做出一定探索。论文的主要工作和成果有：1.通过对潜艇的操纵性技术的研究,结合工程实际,系统地分析了影响水下航行器的运动的各种因素,建立了水下航行器的六自由度非线性动力学模型。此模型考虑了航行器的横滚调节装置,平移调节装置以及浮力调节装置,并且加入了螺旋桨转矩对模型运动的影响,较符合工程实际,对同类航行器的设计及研究具有参考价值。2.通过经验公式近似计算获取其水动力导数,并与流体动力学仿真软件得到的水动力导数对比,选取更为精确的数值进入动力学的仿真。并且分析了当前获取水动力导数方法的优缺点,以及它们使用的理论方法。3.通过计算机软件对上面建立的航行器运动方程进行仿真。本文采用四阶的龙格库塔算法,经验证,采用四阶的龙格库塔解法不仅结果精确,而且较之同类的其它算法来说,错误率大大降低。论文分别从水平面、纵垂面以及三维空间进行了仿真,全面研究了模型的动力学特性。4.现有的数学模型多过于简单,忽略了各自由度运动之间的耦合影响,而水下航行器的各自由度之间多具有明显的耦合特征,这对于一些高要求的场合来说是非常危险的。本论文将对水下航行器各自由度间的耦合关系做出严密探讨,并提出相应的解耦方法,这对于水下航行器的研究来说具有相当的指导意义。