无人水下航行器(UUV)是现如今各国研究的热点课题,它在我们日常生活中发挥着越来越重要的作用,甚至可以代替人去完成某些特殊任务,因此,对无人水下航行器的研究具有重要意义。本文对UUV的循迹跟踪和环境最优控位方法进行了研究,这两种运动是UUV的典型运动,是UUV完成其它复杂作业任务的基础。提高循迹跟踪精度,有助于UUV完成更加精细的任务;在保持相同航速的情况下,实现环境最优控位,可以大大延长UUV的作业时间。首先,本文选取MinesniperMkII为研究对象,建立的该UUV的六自由度数学模型,再简化得到带海流干扰的水平面数学模型,并对该水平面模型做了仿真实验,验证了该模型的正确性。为后文动态面控制器设计,进一步将水平面数学模型转换为艏向控制模型和纵向速度控制模型;同时,将艏向控制模型和纵向速度控制模型转换为自抗扰控制标准形式,方便动态面自抗扰控制器设计。然后,通过对导引系统的研究,在UUV的循迹跟踪中采用视线导引法生成实时期望艏向,并针对传统视线导引法在有海流干扰的情况下,系统最终会存在稳态航迹误差的缺陷,引入了侧滑角对视线法生成的期望艏向进行修正,保证系统航迹误差最终趋于零。在环境最优控位中采用参考模型法生成实时期望纵向速度,并对该速度进行饱和限制,使得UUV实际速度能够跟踪上这个期望速度。其次,通过对动态面控制技术的研究,将该技术应用到UUV的两种典型运动控制中,分别设计基于动态面的艏向控制器和纵向速度控制器,有效避免了传统反步法中存在的微分爆炸现象,并从理论上证明了控制器的稳定性,仿真实验也验证了控制器的有效性。再次,针对单纯动态面控制技术对UUV精确数学模型的要求,本文将动态面控制技术和自抗扰控制技术相结合,减小了控制器设计时对模型的依赖,并从理论上对自抗扰控制技术的核心做了稳定性分析。仿真实验中,对动态面控制器和动态面自抗扰控制器做了对比,表现出了动态面自抗扰控制器较强的抗干扰能力。最后,通过一个仿真案例,将本文所研究的内容与实际UUV作业任务相结合,体现了本课题的实用性,同时也体现了研究内容的完整性。