水下机器人是各个运动自由度上强耦合的严重非线性系统,其精确的运动方程通常难以获得。变结构控制作为控制的一种方法,其优点在于可采用不精确的数学模型进行控制器设计,有较强的鲁棒性,适合水下机器人的运动控制,但是在切换面上存在着“抖振”现象。本文阐述了滑模控制方法的基本原理,给出了变结构控制器的设计方法和步骤,针对可化为正则型的非线性系统模型,给出了两种切换函数的确定方法:极点配置法和二次型指标最优法。另外针对滑模控制所存在的抖振问题,研究了基于指数趋近律的改进滑模控制策略。结合AUV六自由度空间运动的动力学模型,根据实际需要和控制器设计的方便进行了适当简化,得到了AUV的五自由度(无横摇)运动模型,采用指数趋近率的滑模控制方法导出了某水下机器人的滑模控制方程,分别采用极点配置法和二次型指标最优法获得了方程中的参数,为削弱滑模控制中产生的抖振在滑模控制中引入了改进指数趋近律的系数的滑模控制方法,分别设计了水下机器人的基于神经网络幂次指数趋近律的滑模控制器和基于模糊趋近律的滑模控制器。设计了水下机器人位置控制器和速度控制器,并分别对深海静水和有海流两种情况进行了位置控制和速度控制的仿真试验,系统仿真表明,本文所设计的控制器不但能有效地抑制抖振,而且适应性强,控制精度较高。