随着人类对海洋资源开发和探索的范围越来越大，由于传统的定位方法无论从经济上还是技术上都无法适应新的作业环境的需求，人们对深海作业的浮式生产系统包括船舶半潜平台的系泊方式的研究日益重视。我国海洋资源丰富，开采前景不可估量，而开发、开采的进行必将使用动力定位系统，因此研究海上作业系统的动力定位技术有着重要的意义。动力定位（DP）系统不同于传统的锚泊，它是一个闭环的控制系统，控制器通过测量系统得到的信号来推动推力器系统抵抗由于风、浪、流等作用于海洋浮式结构物的环境作用力，从而使其保持在固定的位置或预定轨迹上。由于真实环境的复杂性，如何建立准确的运动模型以及在复杂海况下保持良好控制效果，一直是动力定位控制的研究热点。 本文以深海半潜式石油平台为对象，研究了一种基于模型的动力定位控制系统，主要完成以下几个方面的工作：首先，根据复杂海况下的风、浪、流运动方程以及深海石油平台运动规律将平台运动分解为高频运动子系统和低频运动子系统，建立了平台动力定位系统的运动数学模型。然后，设计平台动力定位系统中的推力器机构。建立了推进器的数学模型，并且基于所得到的动力学模型给出了推进器的推力分配方案。再后，根据运动模型建立了卡尔曼状态观测器，从测量信号中分离出高频信号和低频信号，完成了对船舶控制所需的低频信号的滤波。系统引入前馈补偿来抵消风力对平台运动的影响；用具有积分作用的线性二次型最优控制方法作为控制规律；从而得到了一个完整的基于动力定位系统模型的控制系统。最后，引入了自校正滤波以改善基于确定模型的卡尔曼观测器的滤波性能。将自校正滤波应用到不确定模型参数的高频滤波中去，对高频运动进行在线参数辨识并修正低频运动信号。实现了高频运动自校正滤波和低频卡尔曼滤波相结合的综合滤波，并对此进行理论分析和算法实现。