本文以船舶平面操纵运动数学模型为理论基础,吸取了分离型建模(MMG)的思想,建立了包括船体、螺旋桨、舵单独性及其各部分之间的相互干涉的数学模型,充分考虑了港内操纵时浅水对拖航操纵性的影响,结合前人的研究成果建立一个完整的包括拖船、拖缆和被拖船的拖航操纵的数学模型;用龙格—库塔法对操纵运动方程的数学模型进行解算,并采用MATLAB数学工具语言中的Simulink工具箱对拖航的操纵运动进行仿真,本文对拖航操纵的研究采用定量和定性相结合的方法,详细研究了拖航在静水、风流中的运动情况,以及影响拖航偏荡的因素。为保证无动力(因客观因素失去动力)船舶在海上的安全运行,拖船拖带已成为不可缺少的重要手段,因此,对拖航的操纵性能的研究显得尤为重要。通过本论文的研究,得出以下结论:被拖船的运动是由拖缆力以及被拖船水动力的耦合决定的,因此,拖航时会产生偏荡现象,即被拖船轨迹会在预定航迹线左右产生周期性的偏转。同时,被拖船的运动情况会反作用于拖船。风、流等外界干涉力会对拖航的运动情况产生影响。风会对拖航产生一定的偏航角,且随着受风面积的增大而增大。流的作用使拖航整体偏移,对偏荡程度的影响较小。除风、流外,拖航速度、拖缆长度、拖带点在被拖船的位置、被拖船的载况与浮态、水深、拖船航向控制器的参数均会对拖航的偏荡产生影响。本课题的研究结果比较客观地描述了拖航运动特性,对驾驶人员安全的操纵船舶有着理论上的指导意义,为拖航操纵安全评估提供了理论参考依据,同时也为航海模拟器的研制与开发提供一定的理论基础。