矢量喷水推进式水下机器人是一种具备较高机动性与可控性的水下航行器，它通过应用多矢量喷水推进系统来实现各种复杂的水下运动。该类型水下机器人的建模、仿真和实验验证涉及到理论建模、动力学分析、控制策略研究以及实际的水下运动性能验证等多方面的知识点。
建模是研究矢量喷水推进式水下机器人性能的基础。通过理论建模，研究人员可以对机器人的运动学和动力学特性进行系统分析。运动学模型关注的是机器人的运动状态，如位置、速度和加速度，而不涉及力或质量的影响。动力学模型则进一步考虑了作用于机器人上的各种力，如喷水推进力、浮力、重力等，以及它们对机器人运动的影响。这些模型对于理解机器人在水下的动态行为至关重要，并且是仿真和控制策略开发的基础。
随后，仿真验证是一个不可或缺的步骤，它能够验证理论模型的正确性和可行性。在本研究中，使用MATLAB和ADAMS软件对所建立的模型进行了数值仿真。MATLAB是一种高级数学分析和数值计算的编程语言和环境，广泛应用于工程计算、控制设计、信号处理和图形绘制等领域。ADAMS（Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款强大的机械系统动力学仿真软件，它能够模拟和分析各种复杂机械系统的运动和动力学特性。通过这两种仿真工具的结合使用，可以有效地预测和分析水下机器人的行为，从而在实际制造和测试之前进行性能评估和优化。
实验验证是确保水下机器人理论模型和仿真结果有效性的关键步骤。在本研究中，对机器人进行了水下运动的实物样机验证实验。实验验证能够提供真实条件下机器人的性能数据，包括机器人的升沉、旋转、水平移动等多姿态运动能力。这些实验数据有助于校准模型参数、验证仿真结果的准确性，并且是评估机器人是否满足设计要求的重要手段。
在控制策略方面，该研究通过理论分析了多矢量推进对机器人运动姿态和航行效果的影响，并提出了协调控制的方法。在复杂的水下环境中，机器人的推进系统需要精确控制，以实现对机器人各种运动姿态的精确调整。这通常涉及复杂的控制算法和实时调整机制，可能包括PID控制、模糊控制、神经网络控制或其他智能控制方法。
关键词“多自由度自治水下机器人(AUV)”强调了水下机器人在不同自由度上的运动能力，能够独立完成各种任务。而“矢量喷水推进系统”则是指能够通过改变喷射水流方向来实现水下机器人的推力矢量控制的技术。这类推进系统不仅提高了机器人的操控性，还提升了其机动性，使其在执行任务时更加灵活和高效。
总结来说，矢量喷水推进式水下机器人的建模仿真与验证是一个涉及运动学建模、动力学仿真、控制策略设计及实验验证等多个环节的复杂工程问题。通过多学科交叉研究和多种技术手段的应用，研究者能够设计并制造出具备优异性能的水下机器人，为水下探索和作业提供有力的工具。
