混合驱动水下滑翔机（Hybrid driven underwater glider,HUG）是依靠浮力和推进器驱动的水下航行器,具有抗流能力强、探测范围大的优点,是支撑海洋环境长周期监控的重要工具。然而复杂多变的海洋环境扰动影响HUG的航行精度,降低了HUG的航行效率。本论文以提高HUG运动效率为目标,重点从抗扰动控制和高效的路径规划两方面展开研究。主要研究内容如下。首先,建立浮力-螺旋桨混合驱动形式的水下滑翔机空间内六自由度动力学模型以便于获得后期抗扰控制系统调控的关键参数。构建运动学方程所需的坐标系来推算得相关坐标系之间转换所需的转换矩阵,将相关物理量通过转换矩阵在其他坐标系中表示后可获得滑翔机的运动方程。分析HUG浮力驱动机构-姿态调节机构等内部可运动的执行机构对机体姿态的影响,将推进器的作用视为外部作用力,基于牛顿欧拉法转化得机体与流体系统的广义质量矩阵,在动量守恒定律的配合下建立HUG六自由度动力学模型,并进一步展开得到详细完整的HUG状态表达式,直观展现各变量的关联和相互作用,为HUG的动力学分析与控制器设计提供基础。在模型基础上,重点分析纵剖面内的运动性能,在所获得的机体在铅垂平面内做稳态直线运动时的动力学方程基础上保留相关二维层面的物理变量,并对所得建立HUG的稳态分析方程,基于MATLAB平台,仿真研究了多组稳态解下的运动情况,验证了运动学模型的准确性,并为大俯仰角度切换的抗扰动控制器设计做铺垫。其次,在上述动力学模型的基础上设计姿态调节控制器,综合考虑环境干扰、控制器实施及HUG模型的非线性特性等主要因素,利用自抗扰（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）方法设计控制器,控制俯仰角度平滑切换的过程。并与已有的HUG非线性PID控制、LQR控制、滑模控制等方法做对比分析。结果表明,非线性PID控制器可以有效控制角度的平滑切换,但使内部执行机构振荡剧烈,且控制俯仰角度变换时有明显超调现象,不符合实际应用的执行机构限制;LQR控制器整体效果较优,但需要全状态参与控制,不易工程实现,且在大角度变换时出现反应缓慢且有略微超调的现象;滑模控制与ADRC控制效果接近,但滑模控制参数不易调整,且响应速度略微慢于ADRC控制器。ADRC控制器的调整效果良好,并且控制参数有经验范围,易于工程实际实施应用。控制方法的研究为良好控制器的设计应用提供参考。最后,为提高HUG的避障运动能力,应用经典的人工势场法设计HUG的在铅垂平面内的运动路径。针对算法存在的边界振荡、目标不可达、局部极值等问题,通过构建虚拟势场并对传统的虚拟势场函数进行优化来模拟机体在虚拟势场中所受的引力和斥力的综合影响下,并考虑HUG的运动约束,以规划障碍物场景下的HUG运动路径。仿真结果表明,基于改进的人工势场法设计的HUG路径,不仅可以高效避障,并且可以较好的解决传统人工势场法所存在的边界振荡、局部极值等缺陷,规划的轨迹路径平滑,符合HUG的实际运动情况。本论文对混合动力滑翔机的运动特性进行分析,设计易工程实施的ADRC控制器和基于人工势场法的路径,并通过模拟仿真的手段验证算法的有效性。研究结果有利于HUG运动能力的提升,将促进我国水下滑翔机应用技术的发展。