随着深海技术的不断发展和推进,动力定位系统被逐渐广泛地应用在一些工程船和海洋调查船上。至今,已有超过1000艘带动力定位功能的船舶,其中大部分使用在开采勘探油气储量的相关领域。船舶之间的会遇经常发生在航行的船舶中,船舶碰撞事故可能发生在狭窄水道,也可能发生在临近港口、锚地或航线交叉点的水域,甚至可能发生在宽阔水域。动力定位船舶因为成本昂贵,以及作业的特殊性,发生碰撞之后的损失更大,造成的灾难更深重。因此,人们对DP船避碰问题的研究越来越迫切。首先,本文建立了船舶运动数学模型和海洋环境模型。选用了合适的坐标系建立了船舶的运动学模型;DP船一般处于低速作业,基于此假设给出了不带有科里奥利系数矩阵的船舶动力学模型。随后建立了船舶在海洋中受到的海风、海浪和海流等环境干扰力模型。为了研究的方便,把船舶的运动方程转化为空间状态方程,选取常用的两种坐标系:平行坐标系和北东坐标系。其次,介绍了船舶避碰领域的相关知识,包括船舶避碰机理,船舶运动相关参数的计算,建立以最近会遇距离DCPA和到最近会遇时间TCPA作为判定碰撞危险度的衡量指标的微观碰撞危险度。DP船的避碰与一般船舶不同,它们之间的距离很近,确定避碰函数,分别定义了与避碰函数相关的探测域、安全域和避碰域,确定了区域形状和半径。最后,以最优控制原理为基础,结合避碰函数,设计协调避碰控制。我们通过建立低速作业下DP船的动力学模型,近似看做线性时不变系统,并且选择一个目标函数,分别对DP船之间的是否存在避碰,以及是否受海洋环境力干扰等情况,进行控制器的设计,通过常矩阵黎卡方程的解计算出协调避碰控制律。之后,通过构造李亚普诺夫函数,分析控制算法的稳定性,最后进行matlab仿真,验证控制算法的有效性。协调避碰控制律的最大特点是只有当每条DPP船到达探测区域边界内时,避碰控制律才会有效,而且他们不干扰这些区域外的DP船的各自的最优控制律。