海洋资源成为现今主流资源之一,人们对其重视不断加大,动力定位技术也随之备受青睐。动力定位系统是由测量装置收集测量信号,控制系统根据测量信号给出控制量,使得执行机构产生推力和力矩用于抵抗风,浪,流等外界干扰,实现对船舶或海洋平台的定点控制、航迹等任务。由于执行机构本身的机械结构和物理特性,以及控制器与执行机构间的数据传输等因素,推进器从最大负向力到最大正向力存在过度时间,并且推进器响应指令是动态过程,每步采样时间内增量有限,造成执行机构接收到控制命令后,不能立即响应,出现时滞现象。执行机构时滞会产生超调量变大,稳定时间增加的后果,甚至出现振荡,发散,不稳定的情况,本文针对执行机构的时滞特性研究控制方法。首先,针对水面船舶进行三自由度数学建模,将执行机构引起的时滞等效变换成控制输入时滞,对风,浪,流等环境干扰因素进行建模,并对船舶运动数学模型进行仿真验证。其次,船舶在水面运动会受到环境中高频和低频叠加的干扰,控制器通过船舶的位置变化来产生控制指令,为了避免响应一阶波浪的干扰,使执行机构只对外部缓慢变化的环境力进行响应,本文分别设计自适应滑模估计滤波器和非线性估计滤波器,来滤除位置和艏向中的高频干扰,这样可以避免执行机构磨损及能源浪费,并且能对无法测量的状态量进行估计。滤波效果与Kalman滤波效果进行仿真比较分析。最后,将反步法与滑模控制相结合,设计反步滑模控制器。并且对其进行稳定性分析,并与常规PID和常规滑模控制进行仿真对比分析。基于反步法设计自适应律,结合模糊控制,设计自适应模糊控制器,由于模糊控制不要求准确的数学模型,这样具有自适应性和鲁棒性,可以适用于时滞系统,应用MATLAB对所设计的自适应模糊控制器进行仿真研究,并与常规PID控制效果进行了对比分析