喷水推进驱动的船舶在效率、操纵性和机动性等方面较螺旋桨驱动都具有优势,已经在高性能船舶得到广泛应用。不过,在大型喷水推进船舶制造领域、尤其是在矢量控制领域我国尚处于初级阶段。本文将双喷水推进船舶作为研究对象,研究了喷水推进船舶矢量控制模型建模、水动力系数辨识方法,给出了基于模型的运动控制仿真结果。基于日本操纵性数学模型研讨组(Maneuvering Model Group,MMG)提出的操纵性方程组,建立了三自由度船舶运动控制模型结构,利用对元良图谱的回归公式估算模型中的水动力系数。分析喷水推进器产生推进力的机理,获得两台喷水推进器的推力矢量模型。同时建立简易海浪干扰模型,作为后续研究的干扰输入。设计回转试验及Z形试验等进行仿真研究,考察所建立模型的操纵性能。基于船舶横移等运动模式下的受力分析,设计了控制器结构,将三自由度的速度控制进行解耦,并利用模糊逻辑实时调节更新PID参数,增强各项速度响应的动态品质和抑制外界干扰的能力。给出了双喷水推进船舶的异步控制仿真结果,控制律为模糊PID,推力矢量的组合可以提供三自由度的控制量输入,满足完全驱动船舶的要求。针对上述回归近似公式估算水动力系数方法应用于目标船型的局限性,论文还研究了基于支持向量机辨识水动力系数的方法,与回归公式估算法相比,该辨识方法能适用于特定船型。利用能够充分激励船舶运动模态的小舵角和大舵角Z形试验仿真数据,分开辨识水动力系数的线性部分和非线性部分,依据模型结构构造样本集,选用线性核函数,利用回归型支持向量机(Support Vector Machine,SVM)训练得到的模型处理得到水动力系数辨识值。设计不同的仿真算例,验证辨识结果的泛化性能及方法的可行性。论文利用辨识得到的参考模型设计了基于滑模控制的喷水推进船舶轨迹跟踪控制器,设计虚拟的轨迹控制策略将轨迹跟踪位置误差的镇定问题转化为速度误差的镇定问题,从而实现各种运动轨迹和不同初始位置的轨迹跟踪。