水面无人船作为水上无人化智能装备的重要组成部分是国内外学者的研究和发展重点。无人船在水面作业过程中要具有相应的自主智能性,其关键环节就在于对其自主控制的稳定。自主控制中包含对无人船的动力系统控制和航行角度姿态控制。解决上述内容所涉及的关键问题是对无人船智能性提高的一个关键途径。围绕上述内容本文主要以海南大学自主研发的一型双驱电动无人船为平台,开展参数自整定模糊PID控制器和风干扰模型的设计和仿真验证,进行了角度控制环和速度控制环两个串级模糊PID控制器实船实验。主要创新工作如下:首先,依据风干扰模型建立的知识搭建了风干扰数学模型,并依据无人船船体数据进行了船舶回转操作仿真实验和Z型操作仿真实验,将实验数据进行参数递推估计,为设计模糊控制器和仿真平台搭建提供了研究对象的数学模型。其次,在分析了采用传统PID控制方式对于无人船控制系统的不足之后,对参数自整定模糊PID控制器进行了介绍。设计了角度控制环航向控制器与速度控制环导航控制器,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的自适应能力,并且能够快速响应减小偏差,实现精准的航线跟踪。最后,把基于参数自整定模糊PID控制原理设计的控制器应用到了以STM32微控制器为硬件平台、以Keil5为软件平台的自主研发水上无人船上,通过对多个传感器的数据信息处理,利用模糊控制算法进行控制,经过水上实船测试,实验结果表明所设计的无人船航行姿态控制器在风干扰环境中具有快速响应能力,控制的精度也满足了指定的目标。