水下机器人是进行水下探索和海洋保护的一种重要技术手段,其中仿生驱动推进的机器鱼与其他类型的水下机器人相比,具有综合作业效能高、灵活性高、工作范围广、对环境扰动小等特点,因此得到了学者的广泛研究。其被用于水下探查、结构设施监测等作业,这对仿生机器鱼的推进性能和运动控制提出了更高的要求,其中仿生机器鱼三自由度胸鳍与尾鳍协同推进方式在稳定性、推进力和转弯机动性方面有较大的优势。本文针对仿生机器鱼三自由度胸鳍尾鳍协同推进模式下的推进性能、系统建模及干扰条件下的轨迹跟踪控制问题进行了研究。通过理论计算仿真和实体实验相结合的方法,以提高机器鱼对本体与实际环境耦合作用的自适应性,为水下仿生机器鱼的实际应用研究提供了一定的理论参考与技术支撑。主要研究内容如下:（1）针对仿生机器鱼三自由度胸鳍尾鳍协同推进模式下的推进性能、运动学和动力学建模问题进行了分析研究。根据对自然鱼类形体和胸鳍形态结构特征的分析,探讨了三自由度胸鳍尾鳍协同推进机理及机器鱼整体控制方案,基于阻力模式下三自由度胸鳍减阻高效的步态运动特征,以此为根据分析得出胸鳍空间域内的高效推进曲线和各关节的运动规律,并使用微元积分法计算胸鳍尾鳍协同推进时的推进力,用牛顿欧拉法建立了三自由度胸鳍与尾鳍的单独及协同推进模式下的动力学模型,从理论计算仿真和实验验证上研究了协同推进时关键参数对机器鱼推进性能的影响及该动力学模型的有效性。（2）针对仿生机器鱼三自由度胸鳍协同推进实现期望轨迹跟踪的控制问题进行了研究。考虑机器鱼模型水动力参数的不确定性和实际游动过程中易受到外界干扰对系统影响的问题,基于分析的胸鳍推进机理和高效推进步态所产生的力和力矩,利用机器人学建模方法建立了其动力学模型,通过干扰观测器对外界扰动进行动态观测,同时使用神经网络逼近系统建模的误差和干扰不确定项,并通过滑模控制器加以补偿,通过仿真和实验验证了该方法的有效性。