随着国家大力发展深海装备,深海空间站关键技术项目已被国家列入海洋领域的重点发展项目。而穿梭运维器的概念作为对深海空间站的人员交换物资补给以及协同空间站进行深海工程作业等需求而被提出。水下运载器之间的对接技术是穿梭运维器对深海空间站起到支持作用的最关键技术,也是发展深海空间站必须攻克的难题。本文以课题组现有的三体AUV实验平台作为研究对象,对于水下对接的结构,以及对接时运载器的运动控制进行了深入的研究。全文共分为六章第一章,介绍了课题的研究背景,阐述了深海空间站和水下运载器的技术发展现状,并且对于需要研究的对接技术存在的问题进行了概述,简单阐释了本课题的主要研究内容。第二章,介绍了三体AUV的各项参数性能,螺旋桨推进器的性能以及所配备的传感器。然后对三体AUV进行了模型建立,并且由于主要研究的是AUV定深与定艏控制,而推进器的布置又很利于运动解耦,所以在深度方向和艏向进行了 AUV模型的简化,以便后续设计控制器的仿真。第三章,在AUV平台的基础上设计了模拟空间站与运载器水下对接和锁紧的装置,同时还设计了锁紧装置的液压系统和机械结构,以及保证能稳定对接并且可靠锁紧。第四章,针对AUV平台参数时变且不确定性大,外干扰因素较多的特点,对AUV定深控制设计了基于时间延迟估计(TDE)算法的(线性TDE-PD)控制器,并且证明了其稳定性。在AUV定深的仿真和实验中证明其控制器设计简洁且控制性能优越。针对罗盘参数返回频率较小的特点,设计了基于TDE算法的积分滑模鲁棒(TDE-ISMC)控制器,并且证明了控制器的稳定性。在AUV定艏实验中,有更小的跟踪误差,证明该控制器有更好的控制性能。第五章,用三体AUV实验平台进行了水下对接实验,并且对实验结果进行了简要分析。第六章,总结了全文的工作,并对存在的问题,提出了改进的方向。