本文应用虚拟现实技术,对于船舶操纵性和船舶运动控制的可视化仿真进行了较系统的研究。本论文将虚拟现实技术与船舶操纵性和运动控制仿真研究相结合,利用虚拟现实仿真技术对船舶操纵性进行三维立体可视化仿真,以便可以更加清晰、直观地观测所建船舶模型的操纵运动过程,并对其运动性能进行评估。首先,本文基于MMG分离型模型,建立三自由度船舶运动方程。考虑到其之间相互干涉作用,分别建立船体、螺旋桨、舵所受到的力和力矩的数学模型。考虑了船舶实际运行中会受到一些不确定的自然因素的影响,建立了风、流干扰力和干扰力矩模型。其次,在建立的模型基础上,研究了船舶航向控制器,设计了线性自抗扰(LADRC)控制器。船舶是复杂时变且非线性耦合的被控对象,线性自抗扰控制器可不确知被控对象的具体数学模型实现控制。仿真结果显示,响应快速且控制精度比较高,对受控对象的不确定干扰因素有良好适应性、鲁棒性,能够获得较理想效果。最后,应用虚拟现实技术实现了船舶操纵运动过程可视化仿真。在WindowsXP平台下,作者利用Matlab计算船舶运行过程中船速、航向、舵角等参数的变化。在MFC框架下通过Vega API得到船舶各项运动参数,在虚拟海洋环境中实时设置船舶位姿,实现船舶操纵运动视觉仿真。利用力反馈设备PHANTOM Desktop模拟舵轮,实现手动操舵的虚拟仿真过程。