舵机是保障船舶在海上安全航行的重要设备之一,其操纵性能的好与坏直接影响着船舶在复杂海洋环境下的稳定性。舵机的转舵机构有诸多形式,其中翻边式转叶舵机以其结构上的优势,拥有体积小、抗冲击耐压效果好、低噪声等诸多优点,近年来受到了越来越多的关注。翻边式转叶舵机与动态响应快、控制精度高的电液伺服阀组成的阀控翻边式转叶舵机系统对于小型船舶来说具有重要的研究价值。船舶在实际航行中,舵机的操纵过程会受到诸如水动力、摩擦、饱和以及泄露这些因素的影响,这些不良因素严重影响舵机的动态特性。本论文研究的主要内容就是针对这些因素,在结构上进行改进并设计合理的控制器来减轻这些因素对舵机系统动态特性的影响。本文主要进行以下工作:首先,整理分析了国内外各大公司及造船厂有关转叶舵机的研究成果及对舵机动态特性的研究成果,简述阀控型液压舵机和泵控型液压舵机的工作流程及其各自的特点,总结了不同液压舵机转舵机构的优缺点。其次,详细剖析了翻边式转叶舵机的内部结构,为了减小泄露设计了新型密封结构。在研究阀控翻边式转叶舵机工作原理的基础上,对其中的电液伺服阀、转叶油缸以及水动力干扰进行理论分析并建立其数学模型。然后,对翻边式转叶舵机的部分重要参数进行了分析,得到用于仿真研究的重要参数,并对系统进行了稳定性分析。重点研究了该系统在水动力干扰、摩擦、饱和与泄露以及综合考虑这些影响因素下对系统动态特性的影响。最后,针对舵机系统在诸多因素的影响下动态特性变差的问题,设计了一种适合本系统的模糊PID控制器,通过仿真分析并进行对比,发现系统的性能得到了改善,证明所设计控制器可以减小这些不利因素对系统所带来的影响。