海上干货航行补给是提高海军战斗能力的必要手段。在海洋环境及补给装置的干扰下,补给船与接收船保持相对静止航行,对补给作业的安全进行是非常重要的。本文以舰船干货航行补给系统为背景,对补给船的船位控制进行了深入研究。本文主要进行了以下几个方面的研究工作:1.基于分离型建模思想,建立了含有补给干扰力的船舶四自由度操纵运动数学模型及补给作业船舶运动的干扰力数学模型。2.基于弹性力学的有关理论,建立了横向航行补给中,补给装置高架索恒张力系统的数学模型。计算了在补给点和接收点处的索道拉力,分析了索道的最大挠度,对货物在索道上的运动特性进行深入研究。仿真结果表明货物不会与甲板撞击或浸入水面,高架索拉力计算满足货物运动的要求。3.基于模糊自整定参数PID的纵、横向控制器和PID算法的艏向控制器,设计了三个独立的控制器,控制补给船的船位。在无风无流、海洋环境干扰下及补给状态下控制器失效的情况下,对补给船与接收船在靠近阶段、并行阶段及货物补给阶段的补给船船位控制进行了仿真试验。仿真结果表明本文提出的控制系统是可行的,能够控制补给船与接收船同向同速,保持一定的补给间距航行。4.完成了干货航行补给作业的三维视景仿真,开发了具有多视点观察模式的三维视景仿真驱动软件,通过补给船的船位控制方案,形象、直观的验证舰船干货航行补给作业,补给船船位控制研究方法的有效性和可行性。本文所设计的干货航行补给舰船船位控制系统,为安全快速进行补给作业提供了前提条件,并且通过仿真验证了该系统的可靠性和实用性,该系统具有重要的军事价值,应用前景广阔。