以近年来出现的双螺旋桨双舵Triple E超大型双桨双舵集装箱船舶为研究对象,本文对其操纵运动数学模型建立、操纵性仿真分析和改进型自抗扰控制技术应用等进行了系统的研究。完成了以下研究工作。(1)以Triple E超大型双桨双舵集装箱船为研究对象,基于MMG建模机理,分析了船体、双桨和双舵的作用力及其相互干扰因素,考虑了风流的影响,建立适用于双桨双舵船舶的三自由度船舶操纵运动数学模型。对船舶数学模型进行旋回试验和Z形试验计算,验证了所建模型的有效性。针对两螺旋桨在转速相同和转速不同的几种工况,研究分析船舶的操纵性,从仿真结果可以得出双桨双舵船舶具有更灵活的操纵性。(2)本文研究大型双桨双舵船舶的操纵控制问题,将自抗控制技术应用到双桨双舵船舶航向控制器设计中。根据自抗扰控制的基本原理,作者设计了线性自抗扰航向控制器和非线性自抗扰航向控制器,并分别在理想海况下和有干扰海况下进行仿真实验。仿真结果表明,这两种自抗扰控制器都可以对航向实现有效的控制。(3)针对上述常规自抗扰控制器的精度问题,利用模糊控制算法优化自抗扰控制器参数,设计出模糊线性自抗扰控制器和模糊非线性自抗扰控制器,并进行仿真实验。模糊优化参数自抗扰控制器的控制效果明显优于常规自抗扰控制器,响应速度更快,控制精度更高,且具有较强的鲁棒性。针对尺度、排水量等存在明显差异的双桨双舵船舶被控对象,作者还将所设计的控制器应用在一条尺度较小的救助船,仿真计算结果表明,该控制器可以实现对不同船舶对象的有效控制,具有良好的适应性。