一般认为船舶在纵浪航行时不会发生横摇运动,但人们却在实际航行中发现,一定遭遇频率下,横摇运动就会出现,特别当遭遇频率接近横摇固有频率两倍时,横摇运动会突然加剧,严重时甚至导致船舶倾覆,这种横摇现象被称为参数横摇。鉴于参数横摇在集装箱船、汽车滚装船、大型邮轮等船型中发生的概率较大,国际海事组织(IMO)着手制定包括参数横摇在内的第二代完整稳性衡准。这促使参数横摇受到人们的重视,并成为研究热点。在已有的成果中对参数横摇的数学模型、影响发生因素研究较多,而对参数横摇的主动抑制研究明显不足。本文主要研究通过减摇水舱对参数横摇进行主动控制,包括以下几个方面:首先,参考Neves和Rodríguez提出的三自由度(垂荡、纵摇、横摇)非线性模型,对此模型进行简化,得到单自由度非线性时变参数横摇数学模型。采用拉格朗日方程,得到船舶-水舱系统两自由度非线性数学模型;对上述船舶-水舱非线性数学模型进行部分线性化,得到两自由度船舶-水舱系统控制模型。然后,研究规则波中,遭遇频率、波高、初始条件(初始横摇角)对参数横摇运动的影响;对不规则波中参数横摇进行分析,针对不规则波中参数横摇运动响应与常规运动不同,表现出非各态历经性的特性,提出进行概率分析,并以横摇角均方差为判断依据,对概率分析方法进行改进。其次,运用反馈线性化对船舶-水舱系统进行线性化,利用Lyapunov函数进行主动式减摇水舱控制器的设计;针对主动式水舱能量消耗巨大的特点,设计了两种改进控制方式。最后,引入航速调频机理,分析了航速调节器在参数横摇发展的不同阶段开启、以不同的加速度进行航速调节,对参数横摇的减摇效果的影响;采用航速和被动式水舱进行综合减摇,使横摇角进一步减小,最终稳定在零度附近。