在海洋资源的开发过程中,用到的设备往往是大型的装置,这些装置的运输、安装、维修和拆卸离不开起重船的作业。伴随着起重船在实际施工中的广泛应用,为保证作业过程中的安全性、高效性和培训船员过程中的经济性,起重船模拟器的研究正在逐步深入。本文详细研究开发了“蓝鲸”号起重船施工过程中压载调载的仿真系统,该系统实时模拟起重船进行压载水调载时管网系统中各管元、舱室的流量变化,使起重船舶能够抵消起重作业引起的倾覆力矩,保持浮态稳性在安全范围内。本文在总结和分析“蓝鲸”号起重船在各种工况下起重作业特点的基础上,对其施工过程中的浮态和稳定性变化进行了深入的研究,设计并确定了压载调载仿真系统的浮态和稳性计算流程。同时,采用船级社对起重船的稳性标准进行了校核。针对仿真系统中压载方案自动生成的问题,在研究现有自动调载算法的基础上,分析总结了粒子群优化算法(PSO)的优点和局限性。本文提出了一种多目标略减粒子群优化算法(MORAPSO),并将其应用于起重船的自动调载控制当中。对改进前后产生的目标函数最优解进行了比较,证明了多目标略减粒子群算法的优越性。针对压载水舱流量问题,在总结和分析压载水管网特点的基础上,运用有限元节点法建立了压载水管网的数学模型,采用分割矩阵法求解各管网的流量、压力矩阵方程。通过实例计算得到了各管元的流量值,并与EPANET进行了比较,验证了有限元法节点法的可行性。最后,根据压载水调载仿真系统的开发环境,针对系统功能和系统模块结构等具体开发了一套完整的压载水调载仿真软件。利用起重船实际工况运行软件对此工况下调载的模拟仿真,将生成的实验数据与相应工况下实船的数据相对比,数据的误差保持在允许范围内。并且该系统能实时监测各压载水舱的相关数据,能根据不同工况自动生成压载水调整优化方案。