随着当前船舶与海洋工程的开发和快速发展,动力定位系统已广泛应用于多种船舶和海洋平台上,并发挥了重要作用。本论文以救助船“北海救115”轮为研究对象,采用自抗扰控制技术(ADRC)设计控制器,并在不同海况下对其动力定位控制进行仿真研究。本论文首先分析了船舶动力定位系统研发的现状及发展趋势,然后对船舶运动的低频运动和高频运动的数学模型以及风、浪、流干扰模型进行了讨论,本文建立了适用于系统仿真的船舶动力定位控制系统的低频数学模型,并通过仿真实验验证了模型的正确性。然后,作者详细讨论了自抗扰控制器,对该控制器中的跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)、非线性反馈控制率(NLSEF)及其算法进行了详细说明,并给出了其参数整定的方法。最后,分别对于理想海况和一般海况下设计了ADRC控制器对动力定位系统进行仿真研究并与PID控制器进行比较分析。仿真结果表明,与经典PID控制器相比较,ADRC控制器具有更强的鲁棒性和抗干扰性,对未建模动态有很强的抑制能力,控制具有快速、超调小的特点。针对自抗扰控制器中参数整定困难的问题,作者设计了一种基于模糊控制的改进型自抗扰控制器,以实现自抗扰控制器中非线性反馈控制的参数在线整定,提高自抗扰控制器的性能,并通过仿真计算验证了其有效性。