本文针对水面无人船运动控制中典型的航向保持、自动靠泊和航迹保持控制问题,以“基于Lab VIEW的无人船运动控制系统设计及应用”为选题,充分考虑航海实践的要求,将运动控制理论与无人船运动控制平台相结合设计控制平台,为水面无人船运动控制研究提供理论参考与技术支持。本文首先搭建了2种国际标准船模试验平台,包括KVLCC1(KRISO Very Large Crude Oil Carrier 1)与KCS(KRISO Container Ship),设计了水面无人船及远程控制平台的软硬件系统,利用该平台进行了旋回试验,并提出一种利用自航模进行初稳性高度(Metacentric Height,GM)摄动下的船舶旋回性能及旋回横摇变化的分析方法,从而获得GM摄动与旋回初径和进距以及横倾角的回归公式,通过该试验验证了平台的有效性,并为实船旋回时的安全性提供了参考。其次,为解决高深的控制理论难以在实际工程中直接应用的问题,利用简捷非线性鲁棒控制算法设计船模航向保持控制器,其中控制器参数利用闭环增益成形技术设计;以船岸距离作为误差驱动,设计船舶自动靠泊模糊控制器,可实现易于工程实现的船舶平行靠泊;利用LOS导航算法及非线性反馈技术,设计船模的航迹保持简捷鲁棒控制器。最后,利用国际标准船模设计试验,验证了所设计方法的有效性。该研究对于推进水面无人船的发展具有重要的现实意义,为建设低碳、节能、环保和安全的海上交通运输提供了重要的技术支撑。