随着无人水下航行器科技水平的发展,经典的控制器设计方法已经不能完全适应现代的工程项目控制需要了。因此,必须寻找一种新型的智能控制器来满足无人水下航行器的各种控制要求。变结构控制理论拥有较强的鲁棒性和优秀的控制效果,比较适合于本文研究的这类非线性时变的复杂系统。在此理论基础上,本文将重点研究无人水下航行器的姿态控制,主要内容和研究成果如下：1.优化的PID控制器：为了充分对比新旧控制器的控制品质,以及解决工程上普遍存在的控制参数整定的问题。本文在传统的PID控制器的基础上,应用两种优化方法,即遗传算法和粒子群算法,对PID控制器进行了优化。通过仿真研究验证了这种思路是可行的。2.提高无人水下航行器控制系统的机动性和准确性：以优化的PID控制器和变结构控制器作为系统控制器,分别对无人水下航行器的各种姿态进行控制。通过仿真进行控制效果的分析,以及大量动态性能数据的对比,验证了本文提出的智能控制器的有效性和优越性。3.无人水下航行器控制系统的稳定性：为了保证控制器稳定高效的运行,提出了基于李亚普诺夫理论的在线判定系统稳定性的判据,并且以此为依据,制定了相应的稳定性控制策略。通过大量的仿真研究分析,当系统参数变化或噪声等外界的强干扰作用于系统时,变结构的控制品质依然良好；当在系统稳定性监视和控制模块运行的情况下,不但保证了系统有界的输出,而且系统依然保持着良好的机动性和稳定性。本文针对无人水下航行器原有控制器在动态性能方面的缺陷,提出了变结构控制理论的解决方案,极大的提高了系统的控制品质。在系统稳定性分析方面,所提出来的研究方法,起到了较好的稳定性监视控制作用,对于实际的工程应用具有较强的参考价值。