随着自动控制、人工智能的飞速发展,无人机、无人车等不断走进人们的生活,而作为新型智能船舶的无人船,也逐步走进人们的视野。由于其能够广泛应用于海洋活动的各个方面,众多学者纷纷把目光投入到了这一研究领域。自动舵作为船舶操纵运动的组成部分,也是无人船航行控制的基础,它对操纵指令响应的快速性和准确性,在无人船的运动过程中,起到了极其重要的作用。自动舵的工作状态可以分为两种:航向控制和航迹控制。航向控制是指船舶在运动过程中,由于受到外界干扰而驶离了设定航向,通过控制系统令船舶驶回设定的航向;航迹控制是指在设定好航线后,无论船舶处于何种位置,都能够快速回到设定航线,并沿着该航线达到期望的目标位置。由于航迹控制实质上就是航向的不断调整,因此本文主要针对无人船的航向控制进行自动舵方面的研究:(1)通过阅读文献资料,对国内外无人船的研究现状、自动舵控制方面的相关成果进行了总结;(2)根据本文研究的实际情况,基于分离型船舶运动数学模型,建立无人船的相关模型,为计算机模拟奠定基础;(3)基于传统的PID控制算法,在其基础上引入积分分离的思想,再结合模糊控制的优点,设计了一种模糊PID控制器,通过仿真实验验证控制器性能。(4)建立无人船在风浪影响下的数学模型。通过对无人船在风浪影响下的运动情况进行模拟,验证控制器的抗干扰性能,并对结果进行分析总结。