无人遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)的应用越来越广泛,其动力学建模和控制系统性能对水下作业效率以及质量非常关键。基于精确动力学模型设计的控制系统能够具备较为理想的性能,然而大多数ROV外形复杂,动力学模型很难精确建立。本文首先研究复杂外形潜水器的动力学模型建模问题。以DOE HD2+2无人遥控潜水器(ROV)为对象,应用计算流体力学(CFD)计算了ROV本体水动力系数以及螺旋桨水动力系数,分别建立了6自由度非对角型的附加质量矩阵和阻尼矩阵,以及推进器的动力学模型,从而建立了整个ROV的动力学模型。其次基于所建ROV动力学数学模型,研究控制系统设计问题。采用了基于扰动观测的鲁棒控制设计方法,设计了能够估计ROV所受扰动力/力矩的扰动观测器以及ROV高度/艏向滑动模态控制器。最后为了检验基于模型设计的控制系统性能进行了水池实验。实验结果表明,基于所建动力学模型设计的控制系统具有较好的高度和艏向控制性能,从而间接验证了基于CFD计算建立的ROV动力学模型的有效性。