随着科学技术的进步，人们对海洋的开发和研究也慢慢从沿岸、近海扩展到深海。传统的锚泊定位已不再适用于深海作业，动力定位系统具有定位准确快速，操作方便，定位成本不随水深的增加而增加，越来越被广泛地应用于石油平台和海上作业船，具有广阔的市场和发展前景。船舶动力定位手柄操作模式是指通过一只手柄来操纵船舶，具有操纵灵活、简单、反应快等特点。本文主要研究船舶动力定位手柄操作模式控制器的设计与实现问题。　　首先，介绍了动力定位系统数学模型的建立，从动力学的角度分析船舶的运动特性，推导出船舶的运动模型。由于船舶在大海中受到风、浪、流等外界环境干扰力的作用，分别建立了风、浪、流的数学模型和推进器模型。通过分析动力定位系统的数学模型，为动力定位控制器的设计和研究奠定基础。　　然后，根据手柄操作模式的工作原理和船舶的低频运动模型，设计了一个解耦PID控制器。针对横荡速度和艏摇角速度之间的耦合问题，采用前馈补偿解耦法对船舶的低频运动模型进行解耦。根据解耦后的船舶运动模型，采用增量式PID控制算法分别对纵荡速度、横荡速度和艏摇角三个自由度的运动进行控制。仿真结果验证了控制器的有效性，超调量小，反应迅速，在改变输入及船舶参数时系统仍能满足控制要求。　　最后，介绍了实验室船舶动力定位仿真平台，详细阐述了船舶控制系统、推进系统、测量系统、主操作台和移动操作终端的硬件组成及其功能。利用Visual Studio编写了手柄操作模式的控制程序，开发了基于WinCC的手柄操作模式操控界面，并在船舶动力定位仿真平台上进行调试，取得了阶段性成果。