倒车停船是船舶操纵与避碰的一种重要手段,但实际中经常会出现主机闷熄,使船舶失去动力。针对船舶倒车工况进行分析研究,从而找到最佳的换向工况点,对于提高船舶的机动性和安全性具有重要意义。船机桨数学模型,即船舶操纵运动数学模型,是船舶运动仿真与控制问题的核心。其中,螺旋桨作为推进器在船机桨系统中占有重要地位。因此本文着重研究了螺旋桨负载特性,并以“神华XX”实船为研究对象,结合该船试航数据,将船机桨作为一个整体,建立起准确的船机桨系统仿真模型。论文完成的主要工作如下：1.分析无界形式的四象限螺旋桨工作特性,对一个典型螺旋桨系列实验测试得到的螺旋桨图谱进行曲线拟合,得到螺旋桨推力系数及转矩系数的解析式。2.讨论船舶附加质量、船舶所受阻力、螺旋桨转动惯量和附加转动惯量等相关参数的求解方法,研究了螺旋桨与船体的相互作用(即伴流系数与推力减额系数)及风、浪、流对船舶航行的干扰。3.建立基于MATLAB/Simulink的船机桨系统仿真模型,根据各子系统模型之间的数学关系,建立模拟固定船速的仿真模型,将模型得到的螺旋桨转矩随螺旋桨转速的变化曲线与罗宾逊图对比分析,验证模型的正确性。4.对船舶实际航行状态进行模拟仿真,分析了船舶正航、正航最大航速—减速停船及正航加速至最大航速—减速—倒车起动三种工况的船、机、桨工作状态。通过分析可以知道,倒车换向时螺旋桨的扭矩不仅与螺旋桨转速有关,还与船舶航速有关。建立完整的船机浆系统仿真模型对推进控制系统设计具有指导性意义。最后,对本文的工作和存在的问题进行了总结,提出了进一步深入探讨的工作设想。