随着我国经济快速发展，与国外贸易量逐年增加，各港口日趋繁忙，船舶建造也开始向着大型化和高速化发展，这对船舶航行的安全和经济性都提出了更高要求。为了使航运更加安全和经济，需要船舶航行准确地跟从航线，跟从的过程中不断操舵以保证船舶航向，而船用舵机操控的精确程度将直接影响船舶对航线的跟从。船用舵机操控的精确程度可以通过训练得到保证，因此可以建立舵机操控仿真系统，通过仿真模拟器训练船上相关人员的业务能力。航向的改变始于船舵的转动，当船舵转动某个舵角，通过舵和船体以及主机动力系统的共同配合，使得船体按这一舵角转向，船舶舵机仿真系统可以对舵机和船体匹配性进行预测。我国造船工业的配套设备制造能力落后于船舶主体建造能力，如果利用仿真平台来研究船舶配套设备性能，不仅经济快捷，研究过程和结论也将更加直观，而且可以在某些方面指导船舶配套设备的选购，促进船舶配套设备制造能力的发展。目前虽然有很多学者研究船舶舵机的仿真，不过大多数都集中在航迹和航向控制方面，针对舵机机构的相对较少，而且常常把舵机机构和船体的运动分开研究。虚拟仿真可以不用考虑实物实验、人力物力和人员安全等条件的限制，有更好的人机交互仿真效果，有效地对实验数据进行验证，基于以上考虑本文在研究方法上以虚拟仿真为主。研究对象则选择实际工程中的1.2万DWT散货轮和其配备的brv630-ga液压舵机，设置船体和外界环境简化条件，建立船体和舵机机构运动的数学模型和三维模型，研究舵机操控船体进行转向的原理，仿真船舶Z形操纵性实验，利用VRP虚拟仿真平台制作舵机操控仿真场景，再结合MFC编写对话框程序，建立舵机操控仿真系统。具体内容如下：首先，简化船舶航行的干扰条件和其他条件，选择恰当的建模方法建立船体运动数学模型。其次，介绍brv630-ga液压舵机的构造和特点，对主要机构建立数学模型。介绍船舶Z形操纵性实验的过程和意义。再次，利用3D MAX和VRP虚拟现实平台搭建舵机操控系统的虚拟场景。最后，利用统计软件得到船舶操纵性指数无因次量的回归公式，对于船舶操纵性进行理论和仿真预测，通过计算说明本文研究舵机符合船用舵机基本要求。在VC++开发环境下，编写基于MFC的对话框程序，实现系统预期的功能。本文设计的系统，对1.2万DWT散货轮的brv630-ga液压舵机的转舵执行和船体的转向进行了演示，实现了船舶操纵性Z形实验的可视化仿真。