水下拖曳系统作为一种高效的海洋探测平台,在深海探测开发中起着十分重要的作用。本文以我国深海装备技术与产业的发展需求为背景,对新兴的水下航行器拖曳系统动力学响应进行了研究,具有较大的工程应用价值和科学研究意义。首先,通过对前人关于拖曳系统的研究方法进行总结归纳,对比各方法优缺点及使用范围,最终确定采用集中质量法建模拖缆,建立其动态运动数学模型。讨论了尾部多种边界条件的运动模型,其中对于拖体尾端,使用六自由度方程对其建模,充分考虑了与拖缆的运动学和动力学耦合影响,同时给出了系统稳态运动数学模型。使用数值方法对数学模型进行求解,并根据前人的试验数据和仿真结果对本文数学模型和数值求解进行验证。其次,利用所建模型,对拖曳系统的稳态和铺缆运动进行仿真研究,就主要系统参数和运行环境对系统响应的影响进行分析,并应用所得结果为某水下航行器的近海底铺缆设计了海试方案。最后,对拖缆与拖体耦合系统的动态运动特性进行了仿真分析,给出了水下航行器在直航变速、垂向振荡和水平面内回转运动时系统的响应,总结系统运动规律,对实际应用中的操控调节具有指导意义。