鱼类作为一种广泛存在于自然中的脊椎动物,具有游动速度快、机动性高、游动效率高、巡游时间长等传统水下机器人不可比拟的优势;吸引了国内外众多学者对其游动机理进行研究。本课题选择鲔科模式鱼类作为仿生对象,针对现有仿生鱼驱动结构存在的弊端,结合电磁驱动器优点,设计了一种基于电磁驱动的仿生金枪鱼,对鲔科模式鱼类在高频摆动下的游动特征进行了相关研究。首先本文借助现有仿生鱼的运动学分析与控制方法,完成了仿生金枪鱼的鱼体波曲线仿真;通过仿生金枪鱼与鱼体波曲线拟合验证了三关节驱动方式在小摆幅下符合鲔科模式鱼类游动方式;对比现有中枢模式发生器控制方法（Central Pattern Generator,简称:CPG）控制模型,选择了基于Hopf振荡器的CPG模型作为仿生金枪鱼的控制方法;然后分析了仿生金枪鱼在水下游动时受到的阻力并采用Adams对其进行分析,为后面电磁驱动关节设计提供参考。其次,提出了仿生金枪鱼总体设计目标并结合鲔科模式鱼类摆动姿态特征设计了仿生金枪鱼电磁驱动关节;通过Ansys Maxwell电磁仿真软件对关节驱动能力进行了计算与校核,并根据仿真计算结果提出了两种仿生鱼关节驱动方式;然后依次完成了仿生金枪鱼的鱼体、尾鳍与胸鳍的机械结构设计;并依据仿生金枪鱼的驱动特点设计了控制系统与Labview数据采集上位机。再次,采用Kane方法建立了仿生金枪鱼在巡游状态下的水下动力学模型,结合基于Hopf振荡器的CPG控制方法,通过Matlab仿真得到仿生金枪鱼在水下的游动规律。然后分析了仿生金枪鱼在C形起动的各个阶段控制规律,并结合Matlab/Simulink与Adams联合仿真完成仿生金枪鱼快速转弯的动力学仿真,验证了控制模型的正确性。最后,根据电磁驱动关节的摆动特点提出了基于傅里叶变换的关节摆动闭环控制方法,采用傅里叶变换将电磁驱动关节的摆动特征:频率、幅值与零位偏移分别提取,结合CPG控制策略实现对关节摆动的闭环控制,经过单关节测试实验,采用该方法能够提高关节摆动的稳定性与精度。最后,通过建立电磁驱动仿生金枪鱼样机,并设计相应的实验平台;通过对仿生鱼样机运动姿态的测量与鱼体波曲线对比,验证了其运动学模型的正确性,得到仿生金枪鱼在不同频率与相位差下头部与尾部的摆动规律;通过水下游动测试验证了样机水下摆动频率与游动性能的规律。