从船舶航行的安全角度出发,为确保船舶具有良好的操纵性能,有必要对船舶操纵性进行深入研究。由于船舶操纵性本身的复杂性,特别是船体、螺旋桨、舵之间复杂的干扰效应,其机理尚未研究透彻。在实船建造之前,利用自航模进行物理实验研究,成本低,试验周期短,成为研究船舶操纵性一种重要且有效的方法,得到了广泛应用。自航模作为一个能够独立航行的实验装置,其性能好坏直接决定自航实验的成功与否和实验效果优劣。本文主要针对自航模驱动系统和姿态控制系统进行设计分析。首先,介绍了自航模和驱动系统与姿态控制系统的发展及国内外研究现状,分析国内外自航模关键技术的优势和发展趋势。其次,依据自航模设计准则,完成自航模整体结构和总布置设计,详细介绍了自航模驱动系统各个组成部分和工作原理。利用海军参数法对自航模主机功率进行估算,进行相关器件选型,并完成自航模电源系统设计。然后,基于所建立的驱动电机数学模型,建立了自航模驱动电机控制的系统模型,使用Simulink对系统进行了仿真分析,并引入模糊控制对电机驱动系统的控制策略进行优化。针对姿态控制系统,分析自航模横摇运动,计算减摇鳍参数并选型,搭建姿态控制系统仿真模型,通过仿真分析姿态控制系统的减摇效果。最后,用模块化编程思想,完成驱动系统总体控制程序和驱动电机控制程序设计,最后设计了上位机自航模控制的操作界面和串行接口通讯程序,完成整个自航模驱动系统的软件设计。