喷水推进技术主要以船舶从船尾喷出反向水来获得推力。该技术的具有高机动性、噪声小及操纵性好等优点,并在国内外各领域得到了广泛的应用。本文以某型号的喷水推进船舶为建模对象,通过机理分析及系统辨识等方法建立喷水推进船舶矢量控制模型、喷水推进船舶操舵倒航模型和喷水推进船舶柴油机模型,并且基于上述模型进行船舶航向控制、路径跟踪和动力定位等航行任务的仿真研究。本文主要以日本操纵性数学模型研讨组（Maneuvering Model Group,MMG）提出的操纵性方程为研究基础,来建立船舶运动控制模型,并采用元良图谱的回归公式及实验数据来估算船舶模型中的水动力参数,通过机理分析研究船舶推进器的推力大小;同时利用船舶机械结构分析和系统辨识的方法建立了喷水推进船舶操舵倒航和柴油机模型,为文章后续控制器的研究奠定了模型基础。考虑到船舶的复杂工况和高耦合性等特点,需要基于MMG操纵性方程构建船舶航向控制模型,同时为消除复杂的海浪干扰及船舶模型干扰,采用滑模控制器实现喷水推进船舶航向控制的同时,通过模糊智能控制来实时调节和更新干扰上界的增益参数大小,有效的增强了系统鲁棒性并消除了系统抖振。针对船舶路径跟踪性能较差的问题本章提出了一种基于偏航误差S面路径跟踪方法,并且通过格栅蚁群算法完成了船舶全局路径规划,同时根据船舶实际航行场景进行路径修正与优化,实现了喷水推进船舶路径跟踪全流程仿真系统。为实现船舶高精度和强鲁棒性的动力定位要求,本文设计了双闭环滑模控制器,通过船舶速度环的镇定完成位置环的稳定,并且能够高性能的实现船舶横、斜移及原地旋转等多个航行任务。最终,将喷水推进船舶模型、滑模控制器及船舶航行任务等以Matlab＿GUI仿真平台形式实时多功能展示,实现更加便捷的人机交互。