温差能是海洋中储量巨大且比较稳定的可再生能源,温差能驱动水下滑翔机是利用海洋温差能驱动自身运动的海洋环境监测平台。论文从能耗的角度对温差能水下滑翔机进行系统研究,基于能耗对滑翔机进行优化设计,在发挥滑翔机本身巡航范围广、在位工作时间长、低成本、易操作和高自治性优点的基础上,进一步提高其能量利用效率,使低能耗长航程的运行成为可能。针对温差能驱动水下滑翔机的能耗问题,进行了如下研究工作。首先,对现有的温差能驱动水下滑翔机的能耗结构进行了整体分析。其次,基于上述能耗的分析对滑翔机关键单元进行能效优化,以能量利用率和续航能力为评价指标,以路径最短、能耗最小为约束进行了路径规划,并对浮力驱动系统进行分析与改进;基于能耗最优对滑翔机的姿态调节系统进行了改进与稳定性分析,最后通过一系列的水域试验,对温差能滑翔机的能耗进行了预测和验证。本文主要研究成果包括:(1)从温差能水下滑翔机工作过程入手,将滑翔机的能耗单元分为与时间有关和与时间无关的两大类,根据各类能耗特点,分别建立其能耗模型;在此基础上,通过对稳态滑翔影响因素的分析,建立了温差能水下滑翔机的热能需求模型。(2)以续航能力和能量利用率为能耗评价指标建立数学模型,分析主要影响因素并给出优化策略;针对能耗较大的浮力驱动系统进行改进。为减小定航程的能耗,在起航点和目标点间分别对二维空间(纵垂面)和三维空间进行了路径规划,提出了变深度变航向滑翔时总能耗的计算方法;基于蚁群算法理论,从生物进化的角度对滑翔机的路径进行了优化。(3)基于能耗最优对滑翔机的姿态调节系统进行了改进与稳定性分析。(4)进行海试试验,测试滑翔机在路径规划的下自适应航行性能;将建立的能耗理论模型应用于在滑翔机的长航程能耗测试,预测误差在10%以内。