由于陆地和近海油气资源的日趋枯竭，目前海洋油气资源的开发开始转向深海。随着水深的增加，传统的锚泊式平台和自升式平台无论从经济和安全的角度都不能满足海洋开发的需求。装备动力定位系统的钻井船、半潜式钻井平台成为深海油气资源开发的主要装备，它具冇不受水深影响、投入撤离快、定位精度高、甲板空间)、、可变载荷大等优点。动力定位系统自从问世以来就被应用于海洋资源的开发并日趋)、泛，囚此对动力定位系统的研究有着重要的现实意义和实用价值。由于真实海洋环境以及平台载荷变化的复杂性，如何建立准确的模型并设计出可实现精确定位的控制器一直是动力定位研究的热点。本文以深水半潜式钻井平台为对象，首先按照一定海况建立平台运动模型，并根据测量信号采用卡尔曼滤波器估计平台的运动状态（包括高频和低频部分），针对低频部分采用线性最优控制理论设计动力定控制器。然后在此基础上引入了自校正滤波，以改善基于确定模型的卡尔曼滤波器的滤波性能。其中主要包括如下几个方面的工作：1.建立平台动力定位系统的数学模型。首先介绍了动力定位系统的概念，并对其发展概况和研究现状进行了概述。讨论了平台的动力学模型、水动力学模型和外界环境(风、浪、流）作用力的模型，将平台的运动响应分解为高频运动和低频运动两个部分，并综合各部分的分析结果建立平台动力定位系统研究的运动模型。2.设计卡尔曼滤波器。根据平台的运动模型，建立卡尔曼状态观测器，由测量信号估计出平台的高频和低频运动状态，从而获得对平台控制所需要的低频信号。3.设计一个动力定位控制器。根据卡尔曼滤波器获得的低频信号，使用线性二次型最优控制原理，结合风力前馈控制，设计一个基于模型的动力定位控制器。同时建立推进器的数学模型，给出了推进器的推力分配方案，并对控制效果进行仿真。4.引入自校正滤波改善卡尔曼滤波的性能。采用自校正滤波，对高频不确定模型参数进行在线辨识，然后对低频运动信号进行修正，实现了高频自校正滤波和低频卡尔曼滤波相结合的综合滤波，然后将获得的低频信号引入到前面所设计的控制器中，并对改进后的控制器的控制效果进行仿真。