【摘要】环境最优区域控制是以能耗最小化为目标的船舶动力定位控制方法。环境最优区域控制是根据平均环境作用力自动控制船舶艏向至最优艏向角，通过对船舶状态的预测控制，在不使用任何环境传感器的情况下，用最少的能量，使其保持在限定的区域内运动，达到节约燃料、减少有害气体排放的目的。首先，建立了船舶数学模型，并采用环境最优艏向控制思想，使船舶以固定的半径和很小的回转速度做定常回转运动直至平衡位置，找到最优艏向角。在回转运动过程中，利用所设计的带有积分环节的非线性反步控制法对船舶运动进行控制。然后，通过预测船舶的状态，以能耗和精度为最优目标函数，采用滚动优化策略研究了区域预测控制，使船舶运动保持在限定的区域内。最后，对所研究的控制方法进行了仿真验证。结果表明，该方法达到了环境最优区域控制的目的。