近几十年来,飞速发展的现代科学技术为船舶这一传统海上交通工具带来了新的变革。作为近现代船舶领域备受关注的高新船型,穿浪双体船(Wave Piercing Catamaran)以其高航速和技术先进而著称。其良好的耐波性、稳定性和快速性为海上运输、资源开发以及海洋军事竞争带来了巨大的便利。然而,由于WPC自身结构(其片体呈瘦削线型)的原因,在高航速和某些恶劣海况下其纵向运动的稳定性较差,容易造成砰击、甲板上浪、失速等不利影响。同时,其受波浪作用产生的高频震颤和垂向加速度极易使船上乘客出现疲劳和不适。因此,减小WPC的纵向运动,提高乘船舒适率对船舶发展具有重要的意义。本文研究的目的是针对安装于船尾的控制水翼(纵倾调整尾板),采取适当的控制措施设计控制器来平衡海浪干扰,从而改善穿浪船的纵向运动性能。论文首先对穿浪双体船和综合姿态控制系统出现的历史背景、研究意义和研究现状做出了简要概述。据此,选定本文的研究对象为带有尾板的穿浪船。其次,在仅考虑海浪干扰的情况下,根据牛顿运动学理论,建立穿浪船在波浪中的运动方程并解耦得到研究所关注的垂荡-纵摇二自由度模型。考虑相关条件的限制,为了简便快捷的求解运动模型中的水动力参数,可以通过CFD软件(Maxsurf)对研究对象进行耐波性仿真。对仿真数据进行分析,通过找主导频率点的方法确定最终所用到的个参数。同时,运用线性叠加理论得到海浪干扰模型。随后,对尾板在所选流场条件下进行Fluent仿真研究,得到尾板升力与攻角的对应关系,从而确定尾板的升力系数。在得到穿浪船模型的基础上,完成尾板升力/力矩建模,最终得到带尾板的穿浪双体船的纵向二自由度空间状态模型,并根据文中所选取的具体穿浪船完成PID控制器作用下的系统仿真。最后,针对传统PID控制器存在的缺限,采用两种不同的控制措施(线性二次高斯算法及模型预测算法)设计综合姿态控制器。在Matlab/Simulink中完成仿真研究,对仿真结果进行统计分析,验证了两种控制器驱动下的尾板良好的减摇效果。并比较两种控制器下减摇效果的差异,分析造成该差异的原因。