在海洋深处水下环境异常恶劣，是一般潜水水平很难到达的区域。因此，用可以承载各种探测设备综合勘测，而且实现不同任务使命的AUV早就成为深海研发工作里必须考虑的问题。在这样的背景下，AUV（自主式水下机器人）的研发显得异常适合时宜。

人类对海洋的探索越深入，水下机器人的理论研究成果得到的重视越高，而且也越来越普遍的投入到实际运用中。下达的使命能否成功完成与水下机器人的控制部分设计精准程度有很大关系。不管是实时考察还是深海中进行的作业，全部离不开水下机器人稳定准确、敏捷可靠的运动控制功能。水下机器人完备的运动控制系统在保证使其自身具有准确的运动控制性能的时候，还可以通过解决传感器及其带来的问题来了解到运动现状与外部环境相关讯息。同时，在与上层的智能规划系统相配合的情况下做出恰当的规划以及挑出适合本身的监控算法[4]。AUV研究过程的开展，使得它的功能不再只是局限在水底进行，诸如悬浮、旋转等具有更高难度的功能也已被实现。在水下机器人执行任务的过程中，如果环境存在干扰，水下航行器还能按照预定的轨迹运动，能保持对目标物进行更细致的观察和作业，这就要求水下机器人须得具备面临恶劣深海环境时候，自身能够完全抵抗环境扰动的定位本领。动力定位系统因其自身本来具有不受水深限制，可敏捷的投入以及撤离并且能实现所阐述的精确机动性能等，因此，研究水下机器人的动力定位技术和增强水下机器人在深海中的能力，可以逐步的被人类实现。

AUV具有多重的应用功能，例如在民用方面，可进行水下作业与水下设施检查，海洋石化、矿产资源的勘察开发，海底地貌勘测和深海开发，海洋生物及海洋环境监测等。在军事方面，可实现援潜救生、布雷排雷，反潜与海上预警、封锁重要航线和港口、监视或者袭击敌舰艇、破坏海上设施和海底通信等[5]。而且，AUV依靠自身提供能源，往往可以自身携带闭式柴油机，燃料电池、充电电池等。AUV对于不同环境的适应性比较好，活动局域也大、操作灵敏、运用时省事方便，AUV自身的这些特点与长处，决定了今后它将成为水下无人潜器的主要研究以及发展方向。

1.2AUV水下机器人国内外研究现状及发展趋势

1.2.1AUV水下机器人国内外研究现状

1.2.2AUV水下机器人发展趋势

1.3本文主要研究内容，结构安排

本文重点针对AUV智能潜航器的水面控制系统进行研究和设计。主要包括该水面监控系统的整体布局，硬件结构以及软件设计，最后对该智能水下机器人的水面监控平台进行实地实验，分析论证设计结构的可应用性。主要研究内容见图1-6。

本文的结构安排如下：

第一章是绪论部分。介绍AUV的发展背景，研究的目的和意义，对当前国内外研究现状及AUV未来的发展趋势进行介绍，最后列出了论文主要研究内容的整体架构。

第二章主要介绍AUV控制系统的原理和控制体系的结构，包括水下监控部分和水面监控部分。

第三章对AUV水面监控系统的硬件部分展开讨论，包括水面主控制部分，即控制台的界面显示，所要实现的功能介绍；无线通讯和有线通讯两种方式运用的硬件，如光纤，无线数传电台，光电转换器等模块的工作原理，选型。

第四章介绍AUV水面监控系统软件设计，主要是控制台程序设计和人机交互系统软件设计。

最后面是结论部分，总结、展望论文所做工作。

第二章 AUV控制系统总体设计