我国水库大坝数量众多,受限于建造时的技术水平和施工条件,不少大坝在各种复杂自然环境因素的长期作用下,坝体材料性能发生劣化进而产生裂缝等工程缺陷,严重危及大坝的整体结构安全。针对存在隐患的病险坝,需要不定期地开展安全检查并针对性地制定实施补强加固方案以确保大坝安全运行,载人潜水器技术的应用能高效地解决这个问题。采用载人潜水器作为水下检测作业平台搭载作业工具对高坝大库水下部分进行检查,不仅可以获取到针对工程缺陷定性和定量的资料,还能搭载专家进行现场评估判断,为大坝除险加固方案制定奠定基础。利用载人潜水器高效地对水下结构开展安全检测并评估设施的运行状况将为大坝安全运行提供重要保障。本论文以“禹龙号”载人潜水器为研究对象,开展了大坝深水检测载人潜水器的控制技术研究,深入研究了应用于水库大坝安全维护的检测作业平台系统配置、控制系统体系结构设计与显控软件研制、控制器参数优化算法以及鲁棒自抗扰控制器的设计方法,为载人潜水器在高坝水库的安全检测与精细作业拓展了新的解决思路。本论文开展的主要工作如下:针对潜水器的工程应用场景,梳理了硬件配置并构建了一种扁平化、易于扩展的硬件体系结构,研制了潜水器的显控软件用于状态监控和航行作业控制,结合大坝检测作业需求,设计了多种航行模式,以提高潜水器的自动化水平和作业能力。对潜水器的水下运动过程进行受力分析,建立了潜水器六自由度运动数学模型。结合潜水器的总体结构情况,合理简化得到潜水器的艏向和深度（高度）控制模型,用于后续的鲁棒自抗扰控制器的设计和控制器参数优化算法的研究。针对传统PID控制器设计过程中的参数整定主要依靠经验进行手工调整,效率低且难以保证控制器的控制性能的问题,提出了一种基于精英反向学习的混沌麻雀搜索算法用于优化PID控制器参数。仿真结果表明,该优化算法可避免手工进行控制器参数整定的不便,有效地提升了控制器参数整定效率并改进控制效果。考虑到大坝水下环境复杂多变,针对潜水器在模型参数不确定性和外部扰动作用下的航向跟踪控制问题,开展了鲁棒自抗扰控制器的研究。借鉴自抗扰控制的扰动估计与消除的思想,设计了一种基于扩张状态观测器的反步滑模控制器用于潜水器的航向跟踪控制并给出控制器的稳定性证明。为了解决反步法在构造控制律过程中存在的“微分爆炸”问题,通过引入动态面控制技术,提出了一种基于扩张状态观测器的动态面滑模控制器。仿真结果显示,所设计的控制器均具有很好的鲁棒性,能准确估计出外部总扰动并进行补偿,具备一定的抗干扰能力,控制效果良好。水池试验和实地工程示范应用验证了“禹龙号”潜水器控制系统的可靠性和稳定性,为潜水器灵活高效地用于高坝大库安全检测与维护提供了技术保障。