近年来，机器鱼成为仿生学领域的研究热点。机器鱼具有仿生性能好、噪声低、机动性好等特点，其研究内容具有很高的应用价值。湖泊水质检测机器鱼“黑鲟-I”的研制就是以机器鱼为载体，结合水质检测技术，使机器鱼研究的应用性更强，同时使水质检测技术更加智能化、自主化。本文以鲹科推进模式的鱼类为仿生对象，通过对鲹科鱼类推进机理的研究，设计了四个自由度具有新月形尾鳍的仿鲹科机器鱼系统。建立了参数化的三关节尾鳍推进系统数学模型，进行了机器鱼的运动学及动力学分析，并使用Matlab软件对相应的数学模型进行仿真，提供了机器鱼仿生运动的理论依据。本课题使用以ARM7为内核的LPC2368为主控芯片设计了“黑鲟-I”的硬件控制系统，包括电源部分、驱动部分及传感器处理部分等硬件电路设计。使用C语言对软件控制系统进行设计，包括信号采集部分、串口通讯部分以及运动控制部分的模块化设计。使用LabWindows/CVI工具开发了“黑鲟-I”的上位机操控软件，包括通讯及数据处理两部分，可以将“黑鲟-I”返回的数据实时显示并保存，同时可以在对应的地图上显示其巡游轨迹。论文最后完成了“黑鲟-I”的水下调试，在湖泊中对系统进行了整合实验，验证了设计的可行性。