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水生动物具有优越的游动性能，由此仿生自主水下航行器越来越受到人们的关注，已被广泛应用于海底资源勘测、军事侦探和水质监测等领域。海洋广阔无垠，不同的水域具有不同的环境特征，现有的单一推进模式仿生水下航行器只能在特定的水域环境中完成有限的作业任务，严重制约了其应用范围。对多种水生动物的不同推进模式和机动动作进行有机融合，突破自然生物单一推进模式的局限，形成具备多种推进模式和高机动性能的仿生水下推进器，具有重要的理论研究价值和广阔的市场应用前景。 波动推进模式和射流推进模式是水生动物普遍采用的游动方式，波动推进具有高效、高机动性、对环境扰动小等优点；射流推进具有瞬间加速快、环境适应性强等优点。本文以射流推进的霞水母和波动推进的鯵科鱼类为仿生对象，在详细分析水生动物形态学、运动学以及生理结构的基础上，提出了一种多柔性尾鳍驱动的新型仿生水下混合推进器,融合了鱼类的波动推进模式和水母的射流推进模式,能够实现波动、射流、转弯、沉浮、制动等机动动作。论文主要围绕仿生混合推进器的结构设计与动力学建模、数值模拟、运动控制和实验测试等方面展开了研究，主要的研究内容和结论如下： (1) 仿生混合推进器的结构设计与动力学建模。结合生物活体观测和已有文献对鲹科鱼类和水母的形态学和运动学研究结论，设计了一种双关节柔性击水鳍用于仿生混合推进器的驱动单元，提出了一种关节舵机的独立二级防水方法。采用模块化组合设计思想，研制出了一款多尾鳍协调推进的仿生混合推进器样机模型，给出了仿生混合推进器多推进模式的运动实现策略。采用动量守恒定律，建立了仿生混合推进器游动过程的动力学模型，仿真结果表明，仿生混合推进器产生的推进力与尾鳍摆动频率、幅值和摆角幅度呈正增长关系。 (2) 仿生混合推进器多推进模式的数值模拟研究。建立了仿生混合推进器虚拟样机仿真模型，采用浸入边界-格子玻尔兹曼方法(Immersed boundary-lattice Boltzmann method，IB-LBM)对仿生混合推进器多尾鳍主动变形控制下的波动和射流推进游动过程进行了流固耦合研究，揭示了仿生混合推进器游动过程的流场结构,研究了两种推进模式下击水鳍运动参数对推进性能的影响规律。基于任意拉格朗日欧拉(Arbitrary-Lagrangian-Eulerian，ALE)方法对仿生混合推进器多尾鳍被动变形控制下的波动和射流推进游动过程进行了刚柔耦合数值模拟。首先，研究了不同刚度的单关节和双关节尾鳍的水动力性能；进一步，研究了不同刚度的单关节多尾鳍仿生混合推进器的水动力特性；最后，对双关节多尾鳍仿生混合推进器的水动力性能进行了研究，重点考察了击水鳍运动参数和击水鳍刚度组合对仿生混合推进器水动力性能的影响关系，获得了优化的击水鳍运动参数和刚度组合。 (3) 仿生混合推进器多推进模式的运动控制研究。基于鯵科鱼类运动学方程，结合基本运动模式分解技术，深入研究了仿生混合推进器多模式运动的复合机理，提出了一种基本运动模式向量组合的运动过程建模方法，实现了仿生混合推进器多推进模式的复合与转换。设计并构建了仿生混合推进器的软硬件控制系统和驱动系统；针对仿生混合推进器的波动和射流推进运动，提出了一种以非线性微分方程为神经元振荡模型的中枢模式发生器(Central pattern generation，CPG)控制方法，建立了一种仿生混合推进器双链式弱耦合CPG网络控制模型，仿真和实验验证了所建立的CPG控制模型的可行性和有效性；基于体波曲线拟合法，建立了仿生混合推进器机动动作控制模型，仿真和实验研究了机动转弯、制动、上浮和下潜等动作的控制实现。 (4) 仿生混合推进器的游动性能和水动力性能实验研究。搭建了仿生混合推进器游动性能和水动力性能测试平台。采用高速摄像机，实验测试了仿生混合推进器的推进性能，主要研究了击水鳍运动参数对波动和射流推进速度的影响关系，结果表明，相同击水鳍运动参数下，波动推进速度比射流推进速度大，波动推进频率为2.5Hz、幅度为13cm时，仿生混合推进器的推进速度能达到0.32m/s(0.53体长比/秒)。采用六维测力传感器，测试了仿生混合推进器的水动力特性，重点研究了击水鳍运动参数(频率、幅值和相位差)和尾鳍刚度对波动和射流推进模式下的水动力学参数(推进力、侧向力、升力、翻滚力矩、俯仰力矩和偏航力矩)的影响规律，结果表明，波动推进能提供持续稳定的正推力而射流推进能产生大的瞬时推进力，中等刚度尾鳍的水动力性能表现最优。 上述研究工作和成果在仿生水下混合推进技术方面进行了有益的探索，为最终实现仿生水下混合推进器的高效自主游动奠定了基础。