4000吨特种工作船的主推进系统由发动机通过齿轮箱驱动螺旋桨、电机以及消防泵三个负载组成,当电机与螺旋桨并车工作时,轴系出现转速不稳、齿轮敲齿,和部分轴系轴向窜动的问题。论文采用集总参数法建立了推进系统的三分支扭振模型,按照运行的5种工况分别计算了轴系的自由振动与强迫振动特性,强度均满足船舶规范要求。按照传统的柴油机调速仿真方法,把轴系作为刚性单惯量系统建立发动机调速仿真模型,仿真结果表明在出厂设定的PID调节参数下,柴油机能稳定运行。当把轴系还原成真实的弹性多惯量扭振模型后,将发动机波动扭矩施加在弹性轴系,并采用轴系扭振瞬时转速信号作为发动机调速系统的反馈,系统出现与实船一致的不稳定状况。经过PID控制参数的重新整定,系统可平稳运行。论文反演了实船发动机调速系统与轴系扭振耦合振荡的现象,提出了PID参数的改进方法,经实船实施证明简单有效。论文证明了发动机调速系统与轴系扭振存在耦合现象,如果参数匹配不佳,系统会形成自激振荡,论文提出的修改调控参数的方法简单、易实施,具有较大的推广价值。