航向控制是船舶运动控制中最基本的控制。船舶航行在海面上,其运动特性随着航速,水深,载重,吃水深度等因素而时刻变化着,同时海风、海浪、海流等海况的变化也会引起扰动,从而影响船舶航向的保持。本课题基于学校的“十二·五”实验室的建设规划,设计一套自动操舵系统以及与之相匹配的船舶半物理仿真平台。自动操舵部分主要是采用了工控机、数据采集板等硬件,在工控机中将模型参考自适应控制算法离散化,最后编程来实现自适应操舵功能。当船舶航行的条件为不确定或随时间变化时,被控对象(船舶)运动模型的参数会随着风、流、船速等参数的改变而变化。自适应舵通过测量被控对象(船舶)现时状态下的外部连续信息(如船艏向,转舵角等),并依据这些信息实时的辨识船舶运动模型的参数,从而调整控制参数,使控制性能指标尽可能的保持最优。船舶运动半物理仿真部分主要包含了船舶运动数学模型以及风浪干扰模型的推导,并将这些数学模型离散化后通过在PLC内部编程实现。通过PLC结合变频器、电机以及旋转平台的形式构建一个船舶运动的半物理仿真系统来模拟实际船舶的运动姿态。