本文结合机器人学国家重点实验室自主课题“翼型水下滑翔机研究”的课题需求，针对翼型水下滑翔机的性能数值优化与控制问题开展研究，主要研究内容包括运动机理研究、水动力外形及襟翼特性优化研究、运动与建模问题以及航行效率研究，主要内容如下：1、运动机理研究。基于蝠鲼仿生外形建立翼型水下滑翔机模型，针对翼型水下滑翔机的运动机理进行分析，通过对比不同水动力外形布局方式，得出翼型水下滑翔机的运动特性。2、性能数值优化研究。基于改进拉丁超立方法和高斯核函数法，通过建立翼型水下滑翔机参数化外形分别对翼型水下滑翔机剖面及三维水动力外形进行优化，对各变量的相对敏感度进行分析。在此基础上基于重叠网格技术，针对翼型水下滑翔机艉缘襟翼的水动力特性开展研究，分析了襟翼高度、布置位置及摆动角度对艉缘襟翼增升效应的影响，为后续翼型水下滑翔机进一步优化设计工作提供参考。3、空间六自由度运动稳定性分析。通过拉格朗日方程建立翼型水下滑翔机空间动力学模型，在此基础上建立了翼型水下滑翔机纵向小扰动方程，并利用李雅普诺夫稳定性定理对翼型水下滑翔机的运动稳定性进行判定。分析了翼型水下滑翔机初稳心高对其运动稳定性的影响，并对受扰后的自由衰减特性进行研究。4、滑翔效率研究。从翼型水下滑翔机样机的技术参数出发，研究了样机系统的整体布局，并对各能耗单元进行详细设计。在此基础上，从能量做功角度建立了翼型水下滑翔机垂直剖面内的航行能耗模型，分析出滑翔角、滑翔速度以及滑翔深度等不同运动参数对航行效率的影响。