混合驱动水下滑翔器集成了自主水下航行器、水下滑翔器及剖面浮标的优点,是海洋环境观测和海洋资源探测的重要平台。滑行操作模式下,周期改变自身净浮力和重心位置,借助机翼的液动升力前进,完成海洋中的锯齿形剖面运动,此时具有工作效率高、范围大、噪音低的特点;推进操作模式下,通过螺旋桨的推力快速前进,借助尾舵或内部姿态调节实现转向,完成海洋中的快速穿梭运动,此时具有速度快,机动性高,受海水深度及流速影响小的特点。本文在混合驱动水下滑翔器系统设计的基础上,利用浮基多刚体理论推导了其动力学方程,定制了水动力模型和参数,分析了其机动性与稳定性,完成了三维空间的滑翔运动和推进运动的仿真。而且,本文设计了针对该混合驱动水下滑翔器的神经网络运动控制器,并仿真验证了其稳定性和可行性。本文主要研究成果和创新点为:1.研究设计了首台小型混合驱动水下滑翔器样机,吸收了传统自主水下航行器、典型水下滑翔器和ARGO自持剖面浮标三者的优点。给出了混合驱动滑翔器的设计流程和计算方法,提供了部分单元试验及水域试验的重要数据,为混合驱动水下滑翔器的设计和制作提供参考。2.采用浮基多刚体理论和鱼雷水动力学模型建立混合驱动水下滑翔器的动力学方程。该方程考虑了内部质量的平移和旋转对姿态的控制作用以及高机动性运动时所受水动力的影响。分析了混合驱动水下滑翔器的机动性和稳定性,并给出了设计参数的选择范围,同时完成混合滑翔器在三维空间的推进操作和滑行操作模式下全状态运动仿真。3.针对混合驱动水下滑翔器裁制了基于BP神经网络的动力定位和轨迹跟踪控制方案,并构造李亚普诺夫函数分析了其控制稳定性。同时定制了基于PID神经网络的定深运动,目标跟踪和姿态解耦控制器,仿真验证了控制方法的可行性,提高了自适应控制和容错能力。