随着世界经济一体化的不断加强,国际货物运输变得愈加频繁,这一运输方式涉及的货运总量巨大,而且货物的经济价值较高,为了能够更好的实现安全、高效、经济运输的目的,本文特设计一种非线性模糊航迹保持控制器。为了验证非线性馈饰(nonlinear feedback and decoration,NFAD)技术的有效性,我们先将其用于船舶的航向控制。选择的被控船舶是育鹏轮,对其建立数学模型,模型中带有非线性反馈补偿项,并且考虑了舵机特性。通过对建立的育鹏轮数学模型开展右满舵旋回仿真试验,将得到的结果和育鹏轮实船测试数据对比,验证了模型的有效性。采用非线性馈饰技术设计模糊PID控制器,通过理论分析证明了该技术对于系统稳态、动态和输出的影响在合理的范围内。仿真试验验证了 NFAD技术使模糊PID航向控制器的控制性能得到了改善。对船舶参数进行一定程度的调整后,再次试验,结果表明控制器可以实现航向保持控制和节能的效果,同时具有鲁棒性。采用经过改进的LOS(Line of Sight)航迹制导算法,结合模糊控制技术,并用可变的提前转向距离代替固定值,设计航迹保持控制器并试验。针对试验中船舶在极端转向点处发生明显外飘,提出一种通过设置内切圆来确定最佳起转点的新转向策略,这一方法的关键之处在于,合理确定大角度转向点处的内切圆半径。通过大量的仿真试验最终确定,对文中的试验船舶Mariner轮,当半径为船长的3.2倍时,控制效果理想。在该控制器的基础上加入NFAD技术,设计出非线性控制器。仿真结果表明,该控制器在大角度转向点处仍然可以较好地实现控制效果,而且可减小平均舵角的使用。通过使用NFAD技术设计非线性控制器,能够使船舶在直线航行阶段和小角度以及大角度转向时都能够很好地实现航迹保持控制的效果,并且在这一过程中实现了节能。达到了设计安全、高效、经济的航迹保持控制器的目的。