载运工具高速发展的今天，水运运输、航空运输、铁路运输等交通运输方式不断地更新换代，正在朝着高速化、智能化、大型化发展。其中水运运输系统长期肩负着世界不可或缺的运输任务，在全世界的交通运输体系中拥有非常重要的地位。伴随着世界经济、贸易全球化和当代运输技术的发展，水运运输的地位、功能日益突出。水运运输量的增加，势必会使海上交通密度加大，从而带来一系列海上航行问题，比如海上航行安全等。因此，在船舶运动控制方面对船舶的航行控制性能有了更高的要求。研究船舶航向自动舵的性能及其航向优化具有了实际的应用价值。当前，在海上航行的众多船舶中由于实际的需要一般只配置螺旋奖主推进器和化系统，其中，推进器主要用来控制船舶的速度，化系统用来改变船舶的转向角度。如果同时使用推进器和能系统进行水面运动控制时，那么此船舶控制系统可Ｗ定义为欠驱动系统Ｗ。而有些特殊用途的船舶配置了控制船舶横向运动的机构，该类系统可Ｗ看做为全驱动系统，比如集装箱船和客船等Ｐ１。但由于这类船舶的侧推器仅能在靠离泊和低速航斤时使用，在正常大洋航行时仍处于欠驱动状态。出于实际应用的考虑，欠驱动船舶具有执行器结构设计简单、系统运行成本相对较低、机械故障率较少、系统可靠性较强等优点。此外，如果全驱动船舶的的一些执巧装置故障无法正常运巧时，欠驱动控制能够弥补此项不足，进而确保系统的正常运行。因此，巧入研巧欠驱动船舶运动控制不但能够促进船舶智能化、自动化的发展，而且也能为船舶交通运输、海洋资源开发利用及国防军事建设

提供技术支持。船舶上配置有众多的助航仪器，如ＧＰＳ、ＡＩＳ、雷达、测深仪、计程仪、自动

能等等，而这些助航仪器提供了船舶航行所需要的各类数据，如何利用各传感器的信息进行有效地信息融合来提髙导航系统定位精度Ｗ及増强系统的可靠性是信息融合技术研巧领域的一个重要研究方向Ｐ１。不仅能够有效地提高船舶的航迹规划及航迹控制的精度，而且又与船舶的航斤安全、节能减排密切相关。

国内外研究现状

１９世纪前，船舶运动控制主要依靠人工操纵，船舶能设备多为机械式［Ｗ，
２０世纪２０年代，美国首次将ＰＩＤ算法应用于船舶自动化设计［Ｗ，至此ＰＩＤ自动
能算法开始全面发展，７０年代趋于成熟，现代化船舶控制系统结构成型。由于船
舶运动具有非线性特点化及其动态性能与船舶航行状态（船型、装载状况、航速、
风流等）有游啤使得船舶运动控制系统的要求更高，智能化自适应性船舶自动
能应运而生。２０世纪９０年代，控制理论全面繁荣，众多智能控制算法如模糊控制、
神经网络控制、泡合智能控制；模型参考自适应控制、专家控刺、鲁棒控制在工业生产领域取得一定成效，这也为船舶运动控制提供了良好的契机和理论指导。