为了满足深海油气资源的开采要求,海上生产系统也随之不断的发展和更新。FDPSO是一种新型的海洋开采装备,其是基于FPSO的概念改造和发展起来的,基本思想是在FPSO上添加钻井设备,使其具有油矿钻探、原油生产、储备、维修以及外输等多种功能。随着开发水深的加深,水下采油树的安装、维修及控制等都比较困难。因此,FDPSO采用干式采油树,即将采油树置于海面的钻井平台上,干式采油树一般与顶张式立管搭配,其对立管和平台的相对运动有一定的要求,尤其是垂向运动。为了使FDPSO能够采用干式采油树,并且控制其升沉运动对立管的影响,提出了TLD(Tension Leg Deck)升沉补偿装置。但是,通过对FDPSO-TLD运动进行分析,发现立管的动力响应依然很显著。本文基于海上生产系统的实际工作环境,根据流体力学和振动力学理论建立船体运动方程及立管的轴向振动微分方程。采用LQG控制方法,设计升沉补偿绞车为配重提供主动控制力,建立控制系统的数学模型,构造出LQG控制器,选取卡尔曼滤波器作为观测器对立管的轴向的动力响应进行主动控制。应用MATLAB编程计算,通过调节加权矩阵Q的参数μ,实现立管的升沉补偿控制,进而减小船体升沉引起的立管轴向的动力响应,提高立管的工作寿命。