随着全球航运和贸易的发展,船舶航行密度增大、航速提高,运输船舶在向大型化、专门化发展,有时需要在限制水域中航行。为满足国防、海洋和救助工程等领域的需求,促进了小水线面高性能船舶的发展。单螺旋桨单舵船舶是海洋运输船舶采用最多的船型;双桨双舵船型在客船、军用舰船,工程船舶及部分运输船舶中获得了越来越多的应用;小水线面双体船和三体船作为高性能船舶近年来在国民经济和军用舰船中发挥了日益重要的作用。研究上述在国民经济和国防建设中广泛应用的主要船型船舶的操纵性,旨在提高其航行的安全性和经济性,为改进这三类船舶的操纵控制技术提供参考。本论文针对单舵单桨、双舵双桨和小水线面双体船的操纵性及三体船的运动控制问题进行了系统的研究。完成的主要研究工作如下:(1)建立了船舶操纵运动数学模型,完成了船体流体动力和力矩、船舶主动力和主动力矩;船舶干扰力(风、浪、流)及力矩的计算。(2)完成了典型单螺旋桨单舵船舶的操纵性计算及仿真,包括计算绘制大型集装箱船舶的旋回试验,Z形试验曲线等,给出基于实船数据的仿真结果。研究讨论了多种类型单桨单舵船舶的操纵性和船型参数对船舶操纵的影响。(3)讨论了双桨双舵船舶的操纵性,给出基于实船数据的大型双桨双舵集装箱船仿真结果。仿真研究了浅水环境下双桨双舵船舶操纵性数学模型修正及其浅水模型下操纵性。(4)完成了高速双体船和三体船的建模和操纵性研究,讨论了基于视线法的无人三体船路径跟踪方法,完成了控制器设计和稳定性分析。给出基于改进视线法的无人三体船路径跟踪控制仿真结果,验证了基于视线法的无人三体船路径跟踪方法的有效性。(5)综合分析了单桨单舵船、双桨双舵船和多体船的操纵性,从船型角度出发,考虑三种船型的不同特点,分析排水量、长宽比和方形系数等特征参数对船舶操纵性的影响,得出三种船型对于操纵特性影响的初步结果。