铺管船铺管作业时要求低速航行，必须保持船舶前进过程中艏向与预定轨迹的航迹向一致，需要性能良好的动力定位系统来保证控制效果。船舶动力定位技术是指在不借助锚泊系统的情况下，使船舶利用自身的推进装置抵御风、浪、流等外界扰动的影响，以一定的姿态保持在海面某目标位置，或精确地跟踪某一设定轨迹，用于完成各种复杂的海上作业。本课题来源于江苏省科技厅重大成果转换项目，以某S型起重铺管船为研究对象，针对定点定位(DP)和动态循迹(DT)两种工作模式下的控制策略进行系统的探讨和研究。针对DP-自动模式在零速下建立DP低频运动模型，定位过程中考虑到管道对铺管船的作用力问题，分析并建立作用力模型，采用奇异摄动法中的合成渐近展开法求解控制方程。针对DT-航行模式在低速下建立DT低频运动模型，详细讨论了航行过程中产生的管道拖曳力、船体阻力，并建立了模型。同时，针对工程应用，建立风浪流等干扰力模型。针对铺管船DT部分，其控制过程是一个典型的循线控制，航行时，考虑到航迹差较小，采用常规航迹控制策略；由于PID控制算法目前还广泛应用于船舶控制系统，并适合低频运动控制，航行时主要控制艏向，采用增量式PID及改进的数字PID结合的控制思想设计艏向控制器。基于MATLAB软件平台编程，无风静水情况下仿真。仿真结果表明：常规航迹策略下结合PID控制算法，能够获得良好的系统动态性能，更重要的是能够提高作业精度，具有实际工程价值。针对铺管船DP部分，结合实际应用，依据铺管船难以建立精确数学模型、非线性、大滞后等特点，采用模糊PID控制算法，通过归纳总结出的控制规则，Fuzzy在线自校正PID参数；依据船舶模型失配特点，采用PID-DMC控制算法，通过在常规DMC算法中引入PID校正环节，实现系统的有效控制。根据控制算法思想对纵荡、横荡、艏向进行解耦分析，结合铺管船动力定位约束条件，设计独立控制器，无风静水情况下进行仿真。仿真结果表明： Fuzzy在线自校正PID参数控制器与带PID校正环节的DMC控制器设计方案是可行的，都能够达到有效的定位效果，控制效果对比分析下，模糊PID算法优于PID-DMC算法，但PID-DMC算法更符合实际工况要求。