随着海上作业任务越来越复杂，多艘动力定位（Dynamic Positioning,简称为DP）船协同作业日益成为一种常见的作业模式，协同作业船舶之间的碰撞会为安全作业带来隐患，因此研究协调作业中的避碰问题具有非常重要的意义。与一般的避碰问题不同，在协同作业避碰问题中，考虑避碰目标的同时要兼顾其它控制目标，这就使得协调避碰变得更加复杂。另外，船舶之间的水动力干扰、通讯形式、避碰区域形状等因素也会对避碰效果产生一定影响。本文围绕动力定位船作业过程的避碰问题，针对多艘动力定位船在不同作业任务下的避碰控制方法进行了深入研究，主要研究内容包括以下几个部分:
　　首先，针对多艘动力定位船在海面近距离作业出现“船吸”现象，提出了相遇和追越条件下的船间水动力干扰的简化计算模型，建立了考虑船间水动力干扰的DP船避碰运动模型。通过势流理论分析出船间水动力干扰的主要影响因素，结合水池实验数据，利用多变量非线性回归法研究了精度较高、具有实时性的水动力干扰计算方法。将估算的水动力干扰叠加到单船的运动模型上，进行水动力计算误差估计，通过模型变换得到考虑水动力相互干扰的DP船运动模型，为后续抑制干扰复合控制提供了基础。
　　其次，针对具有无向平衡通信拓扑图的多DP船的编队避碰问题，基于无源同步理论，采用导航函数法，提出了基于无源导航函数的避碰控制方法。基于DP船的运动学模型，设计了无局部极小值的导航函数避碰算法，分析了其收敛性和控制输入的有界性。考虑船舶的非线性动力学特性，设计了无源导航函数编队框架，并基于分散式导航函数，提出了无源避碰队形的误差函数，实现了DP船收敛于期望的队形。仿真结果验证了所提的避碰算法保证避碰的同时，还能够控制船舶收敛于期望队形。
　　再次，针对DP船绕平台近距离作业非圆形避碰区域问题，提出了基于光滑阶跃函数的连续避碰控制算法。建立椭圆与圆最近距离的计算模型，分析了椭圆之间的最近距离和椭圆与圆之间最近距离的关系，得到带有椭圆形避碰区域的DP船之间最近距离的计算模型。通过光滑阶跃函数构造了作用范围可设的避碰势函数，利用光滑阶跃函数的性质结合反步法得到每条船的避碰控制律。仿真结果验证了所提的协调避碰控制算法在椭圆形避碰区域下的有效性。
　　最后，针对多DP船舶搜救问题，研究了包含避碰控制的多个控制目标切换策略的分散式零空间行为(Null-Space-Based)的避碰控制方法。设计了分层避碰控制结构，在监督层引入有限状态机，提出了基于有限状态机的动作切换策略，在动作层为了保证搜救任务函数收敛，提出基于任务函数的分散式NSB导引算法，并设计了底层滑模控制器。基于任务函数的NSB分散式避碰控制方法实现了多DP船搜救过程中的避碰和任务函数的收敛，仿真结果也验证了所提分散式控制策略的有效性。