海洋运输是国际物流中最主要的货物运输方式,相比其它运输方式具有运量大、运费低等特点,目前超过70%的国际货运总量和大约90%的我国进出口货运总量均是通过海上船舶运输完成的。船舶运输业在我国国民经济中占据着十分重要的地位。用于实现船舶运动自动控制的装置称为船舶自动操舵仪,简称自动舵。自动舵的产生大大地减轻了船员的劳动强度,其性能的优劣不仅直接关系到船舶的航行安全和经济效益,还关系到防污染的问题。尤其当VLCC、LNG船舶以及化学品船等船舶的大量涌现使得这个问题变得愈发突出。针对自动舵控制的航向变化,充分考虑横荡、纵荡和首摇运动,建立了船舶三自由度运动方程。建立了船舶运动的数学模型,并考虑了风、浪、流可能带来影响的理论分析。为验证所建立的船舶模型性能,利用MATLAB/SIMULINK进行了右舵回转试验和Z型机动试验仿真,验证了所建立的船舶模型在无干扰下的可靠性。详细介绍了所用到的控制理论以及其原理,包括常规PID控制理论、模糊控制理论、神经网络算法。利用上述理论进行了船舶自动舵的设计,在常规PID自动舵上增加模糊控制改善PID控制中比例、积分、微分三个参数,并利用神经网络算法调节模糊控制中的量化因子和比例因子,设计了一种模糊神经PID自动舵,并给出了BP神经网络和模糊控制的具体设计方案。将该自动舵同常规的PID自动舵和本文所述的模糊PID自动舵进行仿真控制对比,验证本文所设计的模糊神经PID自动舵要性能更优,更有利于高性能自动操舵的实现。