在当代世界经济全球化的背景下,我国约90%的进出口货物依靠海上运输。为了减少船舶横摇,保障船舶海上航行安全且提高海上运输效率,本文基于航海实践对舵鳍联合船舶控制开展研究。基于对海上试验数据的分析来改进舵机和减摇鳍特性,设计的鲁棒控制器不仅使船舶航向保持和横摇控制效果良好,且舵机和减摇鳍控制频率和幅度符合航海实践,控制器在船舶模型摄动和8级风浪干扰下有良好的控制效果。本文主要工作分为以下几点:(1)分析“育鲲”船海试数据,改进舵机特性,基于改进后的Nomoto模型和MMG模型,为“育鲲”船设计鲁棒控制器,使操舵频率和操舵幅度更符合航海实践。(2)基于最优模型降阶算法,分别采用解耦控制算法、闭环增益成形算法(CGSA)和H2控制算法为改进特性的船舶模型设计低阶控制器,为工程应用中降低控制器对硬件成本要求提供了参考。(3)进一步验证改进CGSA算法的有效性。先对工程方阵或非方阵时滞模型设计鲁棒控制器,仿真表明本文改进的CGSA控制算法优于已发表文献提出的控制算法。然后对美国舵鳍联合WMEC 901军舰进一步验证,结果表明本文算法控制效果良好,操舵和动鳍控制更符合航海实践。本文把鳍减摇和舵减摇有效地结合起来,不仅能够保证航向稳定精度且能进一步提高减摇效果,达到综合最优的控制性能。基于航海实践设计的鲁棒控制器,对工程应用中舵机和减摇鳍控制频繁而磨损严重的问题解决提供了参考,有重要的工程应用价值。