随着人类向深海领域进军,为提高资源的开采效率,给海洋生产平台或浮式生产储油船(FPSO)提供服务和支持的半潜式生活支持平台将会逐步的投入使用。在半潜式支持平台靠泊到海洋生产平台或FPSO的过程中需要进行轨迹规划的,如果靠泊的轨迹规划不合理,在一些突发危险情况下,很难做到安全逃逸,支持平台容易与海上设施发生碰撞事故。为确保靠泊作业的安全性,对半潜式支持平台的靠泊轨迹进行规划有着重要意义。本文依托工信部《深水半潜式支持平台研发专项》项目,为确保半潜式支持平台靠泊的安全性,对其靠泊方案进行了设计,并研究了靠泊过程中的轨迹规划问题。主要完成了以下工作:首先,本文以某深水半潜式支持平台为靠泊的研究对象,建立了半潜式支持平台数学模型、环境干扰力模型及推力系统模型,并对求解最优问题的伪谱法进行了介绍。然后,针对半潜式支持平台的靠泊作业,提出了以安全为首要原则,兼顾靠泊效率、易操作和经济性等原则,对靠泊过程进行分段规划的靠泊方案。在第一阶段以时间最短为靠泊的最优问题性能指标,同时考虑靠泊过程中的避障问题和相关约束条件,运用伪谱法对优化问题进行求解,得出优化的轨迹。在靠泊的第二阶段,考虑到支持平台近距离靠泊时的安全性,采用以环境最优艏向靠泊的控制策略,控制支持平台以环境最优艏向的方式沿设定的轨迹靠泊到目标点。针对第一阶段的靠泊,采用伪谱法进行轨迹规划。仿真表明伪谱法能够在相应的约束条件下,规划出满足靠泊要求的轨迹。接着,对支持平台第二阶段的靠泊方案进行了设计,针对以环境最优艏向靠泊的策略,运用环境最优定位控制器对半潜式支持平台第二阶段的靠泊过程进行仿真实验。仿真结果表明,半潜式支持平台能够跟随环境最优艏向并沿设定的轨迹到达目标点,满足支持平台靠泊规划的要求且验证了控制器的有效性。最后,由于生产平台与多点系泊的FPSO的形状有所不同,特别是支持平台在近距离靠泊FPSO时需考虑锚链对靠泊路径的影响。因而针对支持平台靠泊FPSO的情况,对其靠泊方案进行了设计,并通过分析锚链的分布情况对靠泊安全区域进行了规划,从而为支持平台的靠泊提供安全保障。