海上风电运维船向风电机组塔基转移运维人员时,易受到波浪的影响,产生六个自由度幅度较大的运动,影响运维人员的作业安全。目前,国内运维船主要都是通过直接顶靠风电机组塔基的方式来转移运维人员,这种方式人员的转移速度慢,且安全风险大。波浪补偿系统可以在一定程度上隔离波浪的扰动,保障运维人员通行时的安全,因此很有研究意义。本文的主要研究内容如下:首先,对波浪补偿系统总体方案设计进行了分析。针对波浪补偿系统的功能需求,确定了合适的运动参数、结构参数以及系统各组成部分,并对各组成部分进行分析。对平台进行了运动学分析,建立了正、逆解模型,联合Matlab/Simulink和Simscape Multi Body建立了可视化仿真模型,为后序研究提供被控对象模型。然后,对惯性运动传感器信号处理算法进行了研究。信号滤波方面,对数字平均滤波和滑动加权平均滤波进行原理介绍,并对两种方法的滤波效果进行对比和分析。信号积分方面,针对积分过程中存在较大误差的问题,采用最小二乘法拟合出趋势项误差,并将其从积分项中去除,有效提高了积分精度。信号预测方面,为了抑制由传感器检测、信号解算、信号传输等一系列问题带来的滞后,同时提高预测精度,设计了基于EMDLSTM的组合预测模型对船舶位姿进行极短期预测,仿真结果验证了其预测精度优于单一的预测模型。接着,研究了关节支路控制器和平台整体控制策略。建立了关节支路的电机数学模型,并设计了三闭环控制结构。为改善关节支路的动态性能,减小稳态误差,提高调参效率,设计了位置环模糊PID控制器,对比和分析了PID控制器和模糊PID控制器对关节支路的控制效果。为抑制关节支路跟踪精度和铰链间隙等因素对补偿精度的影响,提高系统的抗干扰能力,在基于铰点空间的控制策略基础上提出了基于交叉耦合的控制策略,并仿真验证该控制策略的可行性和有效性。最后,研制了波浪补偿原理样机。设计了运动控制板卡,开发了板载程序和上位机程序,实现了波浪补偿功能。设计实验,测试了原理样机的波浪补偿性能,验证了本文理论研究的正确性。