由于受到海浪、海风及其他干扰的影响,船舶产生了六自由度的复杂运动,具有很强的随机性的非线性。这就导致船舶运动姿态进行控制具有一定难度,无论在理论上还是实际工程应用上都还需要进一步的探讨。本文采用减摇水舱和航向舵作为减摇装置,进行基于扰动补偿的LQG控制研究,主要进行了以下工作:1.了解船舶横向减摇控制研究现状,总结国内外的研究方法。2.基于切片原理建立横荡、横摇与艏摇相互耦合的船舶横向运动方程,详细讨论船舶在波浪中横向受力情况。利用卡尔曼滤波器对横向受海浪扰动力与力矩进行估计,以便于掌握船舶受力状况及可能产生的运动姿态。3.详细介绍可控被动式减摇水舱的减摇原理。它通过控制气阀的启闭,使水舱内水的横向流动周期与船的摇摆运动周期同步,且方向相反,从而达到了补偿船舶受扰力矩的目的。4.采用LQG最优控制方法对船舶横向运动进行多变量控制,得到相关的仿真结果。5.提出基于扰动补偿的LQG控制方法。它是一种采用减摇水舱和航向舵作为联合减摇装置的控制方法。首先,采用减摇水舱对船舶的受扰力矩进行补偿。然后,利用航向舵对补偿后船舶横向运动进行最优LQG控制。将补偿前后得到的仿真结果进行比较,结果表明补偿后的最优控制效果最佳。