随着高性能船舶在各个领域的应用越来越广泛,人们对船舶在海洋中航行的稳定、舒适及安全程度的要求也越来越高。由于双体船相比于常规单体船具有明显的优点,具有较小的兴波阻力,因此,其日益成为国内外高性能船舶的重要研究对象。但是,船体纵向运动的强度也在其高速航行的过程中逐渐增大,这极大可能会对船员乘客以及船上的精密设备造成负面影响,同时,也制约了它的发展。因此,对高速双体船纵向减摇的研究意义重大。本文以高速双体船为模型,首先给出了双体船的运动和受力模型,以减摇组合附体T型水翼和艉压浪板为切入点,分析了减摇附体攻角与升力的关系,在讨论组合附体布局安装时,遗传算法起到辅助寻优下一代的作用,得到了T型水翼和艉压浪板综合结构布局,并且减摇附体可以有效降低纵向运动响应,为接下来加入控制器的研究建立基础。本文将重点介绍纵向运动控制器的设计过程与仿真实现,通过对控制方法改进和优化,建立一个相对完善的双体船纵向运动稳定控制系统。首先,对双体船纵向减摇系统设计了多变量解耦自抗扰控制器,然后进行参数值整定,使用simulink模块建立仿真,通过与PID的对比,经典自抗扰下的高速双体船系统纵向运动的响应更小,整个系统抗干扰的性能更强,体现了其相较于传统PID控制的优越性。然后,由于自抗扰控制器需要设定的参数较多,给实际操作整定增添难度,而模糊控制能对参数最佳估计,具有自适应推理能力,故设计了模糊自抗扰控制器,不仅利用了后者的抗扰能力,还利用模糊控制的优点即时修改控制律的相关参数,增强了自适应能力,同时有效降低船舶纵向运动响应。最后,为了提升经典自抗扰控制在高海况下的抗扰能力,结合滑模控制的优点,通过对状态扩张观测器和非线性状态误差反馈律的“变结构”化,对控制算法进行改进,设计了变结构自抗扰控制器。对其进行仿真,与经典自抗扰控制对比,证明经过改进的控制器抗扰能力更佳,系统性能更稳定,减摇效果更好。