作为一种新型的水下机器人,混合驱动水下机器人具备螺旋桨驱动与浮力驱动两套驱动系统,兼有水下自航行器(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)和水下滑翔器(Autonomous Underwater Glider,简称AUG)的优点。在螺旋桨驱动模式下,具有航行速度快、机动性好的优点;当以浮力驱动模式航行时,具有航程大,隐蔽性好的优点。与传统的水下机器人相比,混合驱动水下机器人的运动形式更加复杂。因此,其控制系统节点较多,复杂程度较高,工作环境复杂,对可靠性提出更高的要求。本文以自主研发的混合驱动水下机器人PETREL为依托,设计了融合AUV控制和AUG控制的分布式控制系统。本文的主要研究内容及成果如下:1.针对复杂水下环境对通讯的不利影响,本文设计了基于串口和CAN总线的水下机器人复合分布式控制系统,该系统避免了串口和水下机器人内部CAN总线的相互干扰,更加适合多传感器及多末端执行机构的水下机器人。2.混合驱动水下机器人核心控制单元和单元功能模块设计。本文采用ARM7微控制器LPC2292设计了核心控制单元,使整个系统具有可扩展性和互换性。在此基础上,设计了电源管理系统,螺旋桨推进系统,姿态控制系统,变浮力系统等单元功能模块。3.结合模糊PID控制器,对PETREL的航行控制策略进行了研究,包括航行轨迹跟踪策略、姿态保持策略以及意外处理策略。以上策略的应用,大大增强了系统的鲁棒性,改善了动态响应特性,使得PETREL能够有效的完成航行及测量任务。4.对核心控制单元及各基础单元模块进行了详细的单元实验研究,验证了系统的功能。一系列的水域实验验证了本文研究的PETREL控制系统的可行性、可靠性。