自主水下机器人(AUV)是水下机器人(UUV)中最重要的分支,因为其可以在水下自主运动完成任务,所以它又是水下机器人中最热门的研究方向。本文中所提到的是我们实验室参与研制的一种新型潜航器(AUV),其尾部四个螺旋桨以X形布置,无舵桨,通过对尾部四个螺旋桨及导流罩的控制,来实现航行器的灵活运动。它通过改变吸入压力仓的水量来改变浮力的大小,同时也改变了重心的位置,以本身携带的高能电池为主要动力来源,并且还配置了前视避障声呐,侧扫声呐,水速仪等,可以对水下情况准确观察。相对于大多数欠驱动鱼雷型潜航器的设计,此新型潜航器的转弯半径要小很多,同时具有工作稳定可靠、运动灵活、续航时间长等特点,可以应用于海洋资源探测和军事领域,前景广阔。首先本文对水下机器人进行了一个总体的介绍,包括其发展历程,基本分类,国内外研究现状,具体应用及未来发展趋势。然后对此新型水下机器人的结构及工作原理进行了介绍,在确定了坐标系及其变换关系的前提下,在矢量矩阵法、动量定理、刚体转动定理等的基础上,建立了其动力学模型。由于水下情况会变化,单纯的PID控制不能适应这种变化,经过对水下情况的研究,发现基于遗传算法的PID控制效果很好。本文对遗传算法进行了介绍,包括遗传算法的发展过程,基本理论知识,标准遗传算法及其改进,同时也介绍了PID控制的理论和方法。其次就是在此前建立的动力学模型的基础上设计了遗传算法PID控制器。此潜航器控制系统控制四螺旋桨转速的变化,可以实现其的俯仰和偏转,根据设计的控制器在Matlab上对俯仰和偏转的过程进行了仿真,结果显示遗传算法参数选择合理在其调整下PID参数的整定也很合理,使得系统超调量较小,验证了此控制器的有效性。最后在拖曳水池中进行了试验,多次试验改进之后对数据进行分析和研究,进一步改进了控制器的性能。