近年来,智能水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)广泛的应用于现代海洋开发的各项活动中。欠驱动AUV系统模型具有高度的非线性、各个自由度之间的运动具有较强的耦合性、易受外界干扰的不确定性、控制输入的约束,这些因素都使欠驱动AUV的路径跟踪控制变得复杂和赋有挑战性。首先分析欠驱动AUV的结构特征,同时考虑欠驱动AUV的非线性水动力项和自由度之间耦合项,建立欠驱动AUV六自由度运动学模型与动力学模型。根据实际工程需要对模型进行简化并解耦为水平面、垂直面三自由度模型;之后,在分析欠驱动AUV非线性模型的基础上,给出基于反演非线性滑模自适应方法的控制率的推导,并在水平面定速控制、定向控制仿真实验中验证模型的有效性和控制方法的可行性;最后,建立基于*SF坐标系的路径跟踪误差方程,在由虚拟参考点运动所生成的待跟踪光滑曲线中,选择路径参数s作为额外控制量,调节其变化率缩小跟踪误差,同时引入趋近角概念改善欠驱动AUV收敛于期望路径的暂态性能。根据前文所述设计运动学控制器和动力学控制器,实现水平面、垂直面、三维空间的路径跟踪。在SIMULINK平台建立仿真模型,进行仿真实验验证基于反演非线性滑模自适应方法的控制器的有效性与"鲁棒性"。