大型水下机器人具有尺寸大,航程远,航时长等特点,在军事上和民用方面都具有远大的应用前景。大型欠驱动水下机器人为了顺利完成水下航行及作业任务,必须具备良好的操纵和控制性能,准确的水动力性能的计算是操纵性能预报分析和控制方法设计的基础。大型水下机器人水下航行时常受到海流干扰,为此海流条件下水下机器人操控性能分析显得十分重要。本文将以某大型欠驱动水下机器人为例,利用近似计算和CFD数值计算两种方法对其进行水动力性能分析,获取水动力系数。基于软件FLUENT,借助动网格技术和UDF技术,通过建模、划分网格、设定边界条件、水动力求解等过程,模拟各项约束模型试验。经过进一步处理模拟试验的数据,获取AUV的水动力系数。接下来进行操纵性分析预报,建立描述AUV运动的数学模型——六自由度空间运动方程,对方程中各项进行逐一的分析,利用VC编程环境,搭建AUV运动仿真系统,模拟各种操纵性仿真试验,对其操纵性能进行预报分析。控制性能分析的重点是设计三维轨迹跟踪控制器,分析欠驱动AUV运动控制特性和运动模型,基于运动模型设计三维轨迹跟踪控制器,进行轨迹跟踪仿真试验,分析控制器的有效性和AUV的控制性能。为分析在海流条件下的操控性能,首先根据海流流动特点,分析海流对AUV运动的影响机理,据此设计海流条件下的操纵运动仿真平台和运动控制方法。通过相应的仿真试验,分析海流干扰条件下,大型欠驱动水下机器人的操控性能。试验结果表明该大型欠驱动水下机器人具有良好的操控性能,同时在海流存在的环境中仍然具有较好的运动能力,为其远航程、长航时的水下航行及作业提供保障。