广阔的海洋不仅蕴藏着各种矿产资源,更孕育着多种多样的水下生物,神秘的海底世界是人类向往已久的观光胜地。因此,开展微型载人观光潜水器的相关研究具有重要工程意义与商业价值。本文立足载人观光潜水器水下观光特点,结合水下工况特点对潜水器功能的实现进行相关结构分析及水动力学研究。根据其水动力特性开展相关运动控制策略的研究及实现,并开发基于Labview的观光潜水器综合显控系统。首先,对微型载人观光潜水器国内外发展现状进行了综述,并针对载人潜水器结构特性、水动力特性及运动控制方法三方面展开讨论,确定了本文载人观光潜水器的总体结构设计思想、水动力相关研究方法及运动控制系统的控制策略。依据设计指标进行整机结构设计,包括潜水器载人密封舱室、密封舱盖和整体骨架系统。通过重、浮心及稳心高度分析提出了相应的调心方案。根据水下密封要求,使用有限元法对密封舱室接触密封、舱盖接触密封两部分进行分析。依据机械结构强度要求,对密封舱室强度、骨架强度等进行了有限元结构静力分析。其次,基于潜水器水下运动非线性、强耦合等特点,根据势流理论、粘性流体相关理论进行潜水器水下工况动力学分析,建立本文潜水器的动力学非线性数学模型,针对潜水器主要运动进行数学模型解耦。基于CFD数值分析理论,使用Fluent数值模拟技术研究流体对潜水器运动产生的影响,并求解非线性数学模型中的部分水动力系数,进而确定潜水器直航、下潜、转艏运动数学模型。然后,建立系统传递函数,使用Simulink建立系统仿真模型,分析扰动情况下PID控制的响应特性。通过引入模糊逻辑,建立基于模糊理论的PID控制系统,并重点研究自适应模糊PID控制器。仿真分析两种控制系统抗干扰能力、鲁棒性和动态特性指标等响应特性。最后,基于集散式控制原理规划本文潜水器总体控制体系,并进行硬件体系设计。使用Labview搭建潜水器上位机人机交互界面。开展潜水器模型试验,分别进行模型拖拽试验、直航、定深、转艏和综合运动试验,根据试验结果研究本文潜水器水动力特性和控制系统对潜水器操纵性与抗干扰能力的影响。