随着科技的发展,工业控制理论和实践都达到了一个新的高度,智能控制算法越来越多,然而理论的超前和实践的滞后特性,使得目前传统的PID控制仍是控制界的主流。现代大型船舶的自动舵大多基于传统的PID控制设计而成,但是随着船舶自动化程度的提高,控制对象更为复杂,加上船舶航行环境及水文状况多变,传统的PID控制在精度和鲁棒性方面很难达到满意的效果。本文基于模糊数学理论和逻辑理论设计出模糊控制器,实现对船舶航向保持的控制。另外,结合模糊控制和PID控制各自的优点,构造了一个自适应模糊PID控制器;通过对模糊控制器数学表达式的分析,设计出更加简洁有效的模糊PID自动舵,仿真比较:新型模糊PID控制器具有超调小,响应速度快,动舵频率和幅度小的优点,控制效果理想。一般情况下,模糊控制器的量化因子和比例因子设置为一定值,主要根据经验进行整定,这本身具有较大的盲目性和主观性,通过对模糊控制器结构数学表达式进行分析,量化因子和比例因子对控制器的性能具有明显作用。由于模糊控制器自身具有模糊化处理和在线调整功能,根据常规模糊PID在线实时调整PID参数的思想,本文通过设计子模糊控制器实时在线修正新型模糊PID控制器的量化因子和比例因子,使得控制器的控制精度更高。本文的仿真实现主要基于Matlab的Simulink仿真平台进行,船舶航向保持控制系统的船舶运动数学模型采用二阶Nomoto船舶运动数学模型,舵机模型采用双油路模拟控制操舵伺服系统模型。仿真结果表明:基于子模糊控制器的新型模糊PID控制器提高了系统的动态特性和静态特性,使系统获得更好的控制效果。