海洋占地球面积的三分之二，是实现可持续发展的宝贵财富，随着海洋资源日益成为当今关注的焦点，自主水下航行器的开发和利用日趋活跃，以适应军事现代化和经济建设现代化的要求。本文针对具有多操纵面的新型自主式水下航行器——水下外场试验平台，对其的建模、巡航控制、低速悬停控制及对固定位置点的制导与控制进行了系统深入的研究。论文取得的主要研究成果为： (1)根据水下水下外场试验平台的组成和特点，通过对其进行动力学和运动学分析，利用经典的牛顿定理，建立了其空间运动数学模型。该模型不仅可以用来模拟平台的正常巡航状态，而且可以用来模拟平台的悬停状态，可用于平台的操纵性分析及控制系统的设计与仿真。 (2)针对模型具有很强的耦合性和非线性特征，为便于系统的分析和设计，运用运动分解和小扰动原理，对模型进行了分解和线性化。 (3)针对水下水下外场试验平台的巡航工作模式，利用舵为控制输入，基于简化的模型，分别设计了由垂直舵、水平舵单独控制的航向、深度的单输入变结构控制器。 (4)针对水下外场试验平台低速悬停工作模式，利用垂推、侧推作为控制输入，根据简化的线性化模型和多输入多输出变结构理论，设计了由垂推、侧推单独控制的多输入变结构控制器。 (5)在仿真中提出了相应的导引律，为空间固定点的跟踪打下了基础。 (6)讨论了舵与推力进行切换控制的边界条件，将其共同作用于水下平台控制系统，将切换条件和导引律加入控制系统，实现了水下平台在低速时用推力矢量控制，高速巡航时用舵控制的对水下随机目标点的跟踪。