随着船舶工业和水路运输事业的快速发展,装备双桨双舵的马士基3E级集装箱船舶开始应用于海洋运输业,对于超大型双桨双舵船舶的建模、操纵性和航向控制问题研究,开始成为具有重大意义的研究课题。本文基于MMG分离模型的建模机理,分别对作用于船体、双桨、双舵的流体动力和力矩进行研究,同时考虑风、浪、流等环境干扰的影响,建立了双桨双舵船舶的数学模型。基于双桨双舵的数学模型,以马士基3E级集装箱船为仿真对象,利用Matlab仿真软件,进行双桨双舵船舶的运动仿真研究。在船舶满载状况下,分别进行旋回仿真试验、Z型仿真试验,将得到的仿真数据与实际船舶数据进行对比,从而验证双桨双舵船舶数学模型的准确性。本文在船舶满载、低速状况下进行了船舶错车仿真试验,相对于双桨联动的控制模式,双桨错车控制可以使船舶在更小的范围内完成旋回,并且采用一桨进车、一桨倒车的错车控制模式,缩小旋回圈的效果更好,从而证明了双桨双舵船舶具有良好的操纵性和灵活性。本文主要针对双桨双舵船舶数学模型,研究了双桨双舵船舶的智能航向控制问题。作者主要设计了三种航向控制算法,它们分别是基于自抗扰控制原理所设计的线性、非线性自抗扰控制器以及出于对比考虑所设计的变参数PID控制器。在不同海况下,论文对上述三种控制器作用下的船舶航向、舵角进行了仿真研究,比较分析三种控制器的快速性、稳定性以及鲁棒性,验证了所研究的智能航向控制算法的有效性。