海洋是全球生命支持系统的一个基本组成部分,是实现可持续发展的宝贵财富,为了开发海洋资源,水下航行器的开发和利用日趋活跃。自九十年代以来，在水下机器人领域特别是自主式水下航行器（AUV）的研究得到了各国研究者的广泛关注，同时也取得了巨大进展。本论文研究的对象是一个形状近似鱼雷的自航式水下机器人，研究的目的在于建立研究对象的数学模型，并针对数学模型进行航行器运动控制仿真，为后续控制器的设计提供理论依据及向导作用。本文从鱼雷的数学建模思想出发，建立了研究对象的数学模型，利用小扰动原理简化了数学模型并得出了深度、偏航角等控制参数的控制模型。通过与鱼雷的计算结果比较，证实了建模的正确性。鉴于目前，PID控制的成熟与广泛运用，本文首先运用PID控制，对研究对象进行了运动控制的仿真，仿真结果表明PID控制胜任该对象的控制。文中也对该对象进行了最优控制的仿真。上述两种控制策略的仿真结果虽然令人满意，但都是依赖于简化模型的,其有效性有待于实验研究的证实。模糊控制是不依赖于数学模型的,基于经验的控制策略,对水下航行器的控制尤为适用。 本文将模糊控制用于自主水下航行器的运动控制,在控制器设计中避开了复杂的模糊逻辑理论，从浅显的经验出发总结出调整模糊控制决策表的规律，给出了深度、航向、纵倾控制的控制决策表,仿真结果证实了该方法的正确性。同时也注意到模糊控制的稳态精度性能并不好，而PID控制的稳态精度性能较好，若能将两种控制策略结合起来，在偏差较大时运用模糊控制，在偏差较小时切换到PID控制将是较好的控制策略。应该指出的是文中的结论都是通过计算机、利用MATLAB获得的，有待于后续者用实验进行验证、并修正一些控制参数。