随着我国海洋开发技术的不断提升，我国海上作业的种类和数量也越来越多，但海上作业由于受到风、浪、流、潮等各种恶劣环境的影响，使海上作业浮式生产系统不可避免地产生显著上下升沉运动，这将直接影响作业的安全进行。拖拽船在拖拽海底挖沟机进行海底挖沟时，就不同程度地受到了拖拽船升沉运动的影响。要解决这个问题，可在拖拽船与海底挖沟机建立一个具有升沉运动补偿功能的升沉补偿器，以保证海底挖沟机作业安全。论文介绍了国内外升沉补偿技术的发展现状以及升沉补偿器相关技术。根据海洋波浪特性，通过研究被动式与主动式升沉补偿器的工作原理与工作过程，针对海底挖沟机的作业情况以及升沉补偿系统的负载情况，提出了一种新型半主动式的升沉补偿器的总体设计方案，其特点是增加了水下升沉补偿器以保证海底挖沟机作业安全，并可实现被动补偿与半主动补偿两种补偿方式。完成了新型半主动式升沉补偿器结构的详细设计并建立了结构三维模型。确定了液压系统主要的参数，制定了液压系统总体方案，绘制液压系统原理图。论文对升沉补偿器关键部件的受力状态进行了分析计算，并且借助于ANSYS有限元分析软件分析了升沉补偿器的关键零部件，从而验证了其结构设计的可靠性和合理性。建立了新型半主动式升沉补偿器的数学模型，包括所设计的被动式补偿器的数学模型和三位四通比例方向阀控制对称液压缸动力机构的数学模型。并对影响控制系统动态特性的因素进行了分析研究，为下一步仿真做好了基础。研究了升沉补偿系统控制方法和控制策略，建立控制系统模型。并用MATLAB/Simulink软件对被动式补偿器，电液比例控制系统和整个升沉补偿系统进行了仿真研究，分析仿真结果，得出设计的可行性分析结果。