随着社会的进步和快速发展,蕴含着丰富矿产资源的海洋、湖泊及河流,吸引着科研工作者探索和开发的目光。水下仿生机器鱼作为一种新型的水下自主航行器,不仅具有鱼类卓越的游动性能和灵活性,同时具有结构简单、运动噪声低、对水下环境影响较弱的特点。但是水下仿生机器鱼的控制难度在于其模型高度非线性及水动力学的不确定性。因此为了提高水下仿生机器鱼的模型准确性,改善水下仿生机器鱼的控制精度,本文围绕其模型优化及滑模控制机理展开研究。为了实现水下仿生机器鱼的二维运动控制,本文将系统分为直行过程的前向速度控制和转向过程的转向角速度控制。首先针对直行过程建立前向速度的动力学模型,并提出水下仿生机器鱼的艏摇模型用以对速度模型进行优化;同时针对转向过程建立转向角速度动力学模型。然后,本文采用考虑艏摇模型存在的离散积分终端滑模控制器来实现水下仿生机器鱼前向速度控制,并与离散滑模控制器和考虑艏摇存在的离散滑模控制器来做性能对比;采用离散滑模控制器来实现水下仿生机器鱼转向角速度控制。最后设计水下仿生机器鱼控制系统实验平台,并针对直行过程和转向过程分别设计了两组仿真及实验方案。实验结果表明:本文所建立的基于艏摇模型的水下仿生机器鱼数据辅助建模相比于传统模型而言具有更高的准确性,且考虑艏摇模型的离散积分终端滑模控制器与离散滑模控制器和考虑艏摇存在的离散滑模控制器相比,也可以进一步提高水下仿生机器鱼控制系统前向运动性能。除此之外,离散滑模控制器也可以较好地实现水下仿生机器鱼转向角速度跟踪。