近年来，随着水下机器人技术的不断发展，其应用领域也在不断拓宽，已经从最初的军事领域拓展到了其他诸多领域，如近海石油钻井平台水下结构物、防洪大堤、水库大坝、河道船闸、港口设施、近海石油管道、大陆架海底或湖底通讯电缆的日常检修工作等。然而，国内所设计制作的大多属于大中型的的水下机器人，并不适用于江河湖泊等狭窄，浅水的环境。为此，我们设计了一种体积小，成本低的有缆水下机器人(ROV)，也称为超小型潜水器。 本论文研究了该超小型潜水器潜浮系统的结构改进，潜浮、推进系统的整合，上、下位机控制系统的设计等。此外，我们研制出了活塞式超小型潜水器原型机，可作为控制算法实现，水下运动控制，及功能扩展的实验平台。 论文首先在原有潜浮系统的基础上作出设计改进，构建出结构更紧凑、安装更方便、控制更稳定的潜浮系统，并对这种新的潜浮系统做了水密性、上浮、下潜等实验。 其次，分别对潜浮，推进系统进行控制程序设计，完成AVR Mega8535的编程。通过反复的调试和实验，达到了可靠的密封性和控制性。 接着，进行潜浮、推进系统的整合，使其成为一个完整的系统；并设计出可同时控制两个单片机的PC上位机程序，通过RS-232串口，实现PC机和两块单片机的通讯。在完成机械结构、控制系统的集成后，又对整个系统进行了水密性，潜浮运动以及推进实验。 最后，基于已完成的超小型潜水器原型机，通过PID算法实现该潜水器的自动定深，并将其整合到PC上位机程序中。