在不断变化的世界格局下，保卫蓝色国土，提升海洋油气资源的勘探和开采力度、加快深水海工装备的自主研发进程，是提升我国国际地位的战略需求，也是我国经济高速发展的客观要求。半潜式平台作为深海油气开采的主力军，实现其定位的可靠性、准确性、经济性、对于海上油气开发意义深远。对于深水作业的半潜式平台，其作业环境相对复杂，对定位的要求更高，因而先进的动力定位技术得到了广泛应用。作为动力定位系统的核心，控制系统性能的好坏将直接关系到动力定位的半潜式平台的作业状况及精度。因此，对动力定位控制系统开展研究具有十分重要的意义。本文以某型半潜式平台为研究对象，通过理论结合仿真实验的方式，围绕其动力定位控制系统展开方面的研究。首先，根据平台的运动及动态特性，建立了其低频线性数学模型，进行了环境外载荷建模计算，并重点讨论了波浪漂移力的计算。参照DNV船级社规范对于深水作业的要求，完成了动力定位控制系统硬件和软件设计，并对其组成、结构层次和功能进行了详细的论述。在滤波器设计中，为改善基于确定模型的卡尔曼滤波器的性能，引入自校正滤波对高频运动参数进行在线辨识以修正低频运动信号，设计了结合高频运动自校正滤波和低频卡尔曼滤波的综合滤波器。在控制器的设计中，将风前馈补偿引入到系统中以抵消风力对平台运动的影响，使用线性二次最优控制方法作为控制规律，得到了一个完整的基于动力定位系统模型的控制系统。最后，基于MATLAB仿真平台，设计了风、浪、流不同组合的环境工况，对平台的定点和定向能力进行了仿真验证，结果表明所设计的控制系统能够满足要求。