波浪滑翔器是一种新型的海洋航行器，依靠波浪能提供前进推力，利用太阳能发电为控制系统提供电能，通过创新的能源利用方式，摆脱了常规动力海洋航行器有限能源的束缚，实现了强大的续航力。目前，波浪滑翔器已在海洋环境监测、海洋数据中转等领域展示了极大的应用潜力。然而，波浪滑翔器独特的刚柔多体系联结构使得其在动力学分析与运动控制方法等研究中面临特有的困难。
　　本文针对波浪滑翔器的动力学建模问题、浮体与潜体艏摇运动响应滤波问题、系统航向控制问题、浮体艏向控制问题以及海上试验开展研究:
　　首先，考虑脐带柔性对波浪滑翔器动力学特性的影响，建立了柔性脐带的波浪滑翔器动力学模型，包括:柔链放松时浮体和潜体独立的动力学模型、柔链张紧时波浪滑翔器一体动力学模型，以及柔链张紧与放松状态切换过程中的判断准则和状态传递问题。其中，柔链张紧时波浪滑翔器一体动力学模型是由柔链放松时浮体和潜体独立的动力学模型通过力与运动的分解、转换与合成建立的。仿真结果表明在较高海况下柔链处于放松状态的时间占比是十分可观的;数值仿真与水池试验结果验证了所建立的柔性脐带的波浪滑翔器动力学模型能够反映波浪滑翔器的动力学特性。
　　然后，提出了浮潜多体艏摇动态响应自适应滤波方法，用于估计波浪滑翔器潜体和浮体的艏向角和转艏角速度。结合波浪滑翔器浮潜多体转艏驱动机理，分别建立潜体与浮体的艏摇线性响应模型，并提出了利用实际航行数据的潜体与浮体艏摇动态响应系数修正方法。在此基础上，基于卡尔曼滤波框架提出了波浪滑翔器浮潜多体艏摇动态响应自适应滤波方法。该方法在状态估计过程中有效利用了系统输入输出数据的信息，但不依赖于系统精确的数学模型，仿真结果表明，该方法在模型参数摄动的情况下仍能有效抑制传感器噪声，并具有良好的跟踪性能。
　　之后，针对波浪滑翔器系统航向控制难题，提出了浮潜多体艏向信息融合的航向控制方法。舵机安装于潜体，直接驱动潜体转向，通过柔链的张力间接驱动浮体转向。系统整体的航向由浮体艏向、潜体艏向、环境因素等共同作用，且在大多数时候与浮体或潜体的艏向并不相同，因此波浪滑翔器的航向控制问题属于一类特殊的欠驱动载体控制问题。提出了波浪滑翔器浮潜多体艏向动态耦合模型以及对应的偏移比例系数估计方法，用以描述系统航向、浮体艏向、潜体艏向三者之间的实时耦合关系;继而提出了浮潜多体艏向信息融合策略，用以安排潜体期望艏向;通过对潜体艏向的直接控制，实现了系统航向的间接控制。仿真和海上试验结果证明提出的浮潜多体艏向信息融合的航向控制方法显著改善了波浪滑翔器的航向控制性能。
　　同时，针对波浪滑翔器浮体艏向滞后系统控制难题，提出了浮体艏向滞后系统自适应控制方法。波浪滑翔器的浮体转艏运动对于舵角的响应存在较大滞后，且浮体艏向控制无法直接替换为潜体艏向控制，因此在浮体艏向控制中采用常规控制方法难以达到稳定。本文提出了基本的和改进的潜体期望艏向安排方法，利用实际航行数据实时修正潜体期望艏向的补偿量，将浮体艏向滞后系统控制问题转化为较容易的潜体艏向控制问题。仿真和海上试验结果证明了提出的浮体艏向滞后系统自适应控制方法显著改善了浮体艏向控制性能，在实际应用中具有较强的实用性。
　　最后，阐述了波浪滑翔器海上试验的相关情况，包括试验载体的结构设计、控制系统体系结构、海上试验中波浪滑翔器的安装、释放与回收，以及部分海上试验结果，包括潜体艏向控制试验、航点跟踪试验、自主环境监测试验和自主长航试验等。波浪滑翔器的海上试验验证了波浪滑翔器载体系统在实际海洋环境中的可靠性以及波浪滑翔器运动控制与环境监测的能力。