半潜式航行体是一种可执行多种任务的新型航行器,一般情况下桅杆可伸出水面,在军事上可作为猎雷声纳的拖曳平台,在民用上可以搭载一些设备进行矿产的勘测,有良好的发展前景。本文主要研究了高海况下滑模变结构控制技术在半潜式航行体上的应用。本文首先建立起半潜式航行体近水面的三维空间运动模型,然后对模型进行了线性化处理;又引入近水面海洋环境的干扰模型,并对波浪力进行一定的频域分析。其次在建立运动模型的基础上,本文引入滑模变结构控制方法在高海况下半潜式航行体近水面运动控制中的应用。在对滑模变结构控制有个基本了解后,基于对其原理相对理解的前提,理论分析了滑模变结构中滑动模态的存在性和可达性;然后将滑模理论运用到本文的研究对象——半潜式航行体上,根据研究目的和实践要求设计了深度控制器和航向控制器;在设计滑模变结构控制系统时运用等效控制的原理设计了满足滑模面连续线性输入的等效控制;系统的切换函数通过极点配置法得到;为了削弱系统的抖振现象,切换函数选择为基于一种等速趋近率的函数切换控制策略。最后,通过运动性能分析证明航行体具有良好的耐波性后,对半潜式航行体进行了仿真试验和缩比样机水池试验。仿真试验结果主要体现在两方面:一方面,本文所设计的滑模控制系统与PID控制比较,滑模控制收敛时间短,舵角变化平稳,稳定性高;另一方面,本文所设计的滑模变结构控制系统在无论有无海浪干扰的情况下都有较好的鲁棒性能。缩比样机的水池试验充分验证了滑模变结构控制算法在实际工程应用中的有效性。