水下机器人作为一种重要的海洋检测平台,长航程、大潜深、低功耗、智能化成为其未来的发展趋势。水下机器人在运行过程中,浮力会随着海水在垂直方向上的密度增大而增大,而由于海水压力导致耐压壳体的压缩变形又会造成载体浮力的减小,因此,由于载体与海水压缩性的不匹配会导致水下机器人的净浮力产生相应的变化,影响其运行状态。本文围绕水下机器人被动浮力补偿技术展开研究,利用可压缩液体使载体的整体压缩性与海水的压缩性近似匹配,被动补偿运行过程中的浮力损失。本文的主要研究内容如下:1.被动浮力补偿方法研究。通过对水下机器人浮力影响因素的研究,提出基于可压缩液体的被动浮力补偿方法,选出合适的可压缩液体作为补偿液体,并推导出补偿液体体积用量计算公式。2.体积弹性模量测量装置设计与压缩系数测量实验。在对油液体积弹性模量理论进行研究的基础上,提出基于体积弹性模量定义的测量方案,利用理论分析计算、Workbench有限元仿真的方法对测量装置进行校核与误差分析。提出综合压缩系数的概念,利用测量装置完成可压缩液体综合压缩系数的测量实验,并通过分析拟合得出补偿液体压缩系数的综合表达式。3.被动浮力补偿技术应用。将被动浮力补偿技术应用于大潜深水下滑翔机,并对被动浮力补偿器进行设计。利用有限元分析耐压舱体的压缩变形量,并计算其所需的被动浮力补偿量与最小的主动浮力调节量,通过浮力损失对能耗进行分析。