本文關(guān)鍵詞：小型電力推進(jìn)船舶推進(jìn)控制策略優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 電力推進(jìn) 控制系統(tǒng) 船機(jī)槳匹配 功率控制 轉(zhuǎn)速控制 仿真

【摘要】：近些年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，使得船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)在機(jī)動(dòng)性、可靠性、運(yùn)行效率和推進(jìn)功率等方面都有了突破性的進(jìn)展，使船舶電力推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。但是船舶的動(dòng)態(tài)特性具有強(qiáng)耦合、非線性、大時(shí)滯和大慣性等特點(diǎn)，并且風(fēng)、浪和流等外部隨機(jī)干擾也隨著不同海況發(fā)生很大變化，如何實(shí)現(xiàn)電力推進(jìn)系統(tǒng)安全可靠高效運(yùn)行是船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)一個(gè)研究熱點(diǎn)。我國(guó)對(duì)電力推進(jìn)系統(tǒng)的研究起步較晚，與國(guó)外現(xiàn)代綜合電力推進(jìn)技術(shù)有較大的差距。因此，開(kāi)展船舶電力推進(jìn)控制系統(tǒng)及其控制策略的研究，將對(duì)船舶電力推進(jìn)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。本文主要針對(duì)小型電力推進(jìn)船舶，，重點(diǎn)研究并優(yōu)化其電力推進(jìn)控制策略以及該控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)講，本課題主要進(jìn)行了以下幾項(xiàng)工作： 1．分析了電力推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)模塊及負(fù)載模塊，包括推進(jìn)電機(jī)工作特性、控制模塊以及船槳特性；研究了船機(jī)槳工況配合并建立了船-槳數(shù)學(xué)模型； 2．分析總結(jié)小型電力推進(jìn)船舶的推進(jìn)特性及其控制要求，基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有船舶綜合電力推進(jìn)控制系統(tǒng)提出了適用于小型電力推進(jìn)船舶較為全面的優(yōu)化控制策略；建立了小型電力推進(jìn)船舶推進(jìn)控制系統(tǒng)模型； 3．建立了小型電力推進(jìn)船舶船機(jī)槳Matlab/Simulink仿真模型，基于某實(shí)船參數(shù)對(duì)系統(tǒng)在多種操作下的性能進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明所建立模型對(duì)系統(tǒng)操縱性及穩(wěn)定性都有優(yōu)化效果； 4．基于本文所提出優(yōu)化控制策略，應(yīng)用PLC、變頻器和總線控制技術(shù)通過(guò)對(duì)硬件設(shè)計(jì)設(shè)置及軟件編程對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有船舶綜合電力推進(jìn)科研平臺(tái)進(jìn)行部分功能升級(jí)。 最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了仿真結(jié)果的有效性，表明本文所提出的優(yōu)化控制策略可以提高小型電力推進(jìn)船舶的操縱性及安全穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：電力推進(jìn) 控制系統(tǒng) 船機(jī)槳匹配 功率控制 轉(zhuǎn)速控制 仿真
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U665.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-16
• 1.1 課題研究背景、來(lái)源及意義10
• 1.2 小型船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介10-13
• 1.2.1 電力推進(jìn)系統(tǒng)的組成10-11
• 1.2.2 船舶電力推進(jìn)的特點(diǎn)11
• 1.2.3 電力推進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展11-13
• 1.3 船舶電力推進(jìn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國(guó)外船舶電力推進(jìn)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)船舶電力推進(jìn)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 小型電力推進(jìn)船舶推進(jìn)系統(tǒng)16-34
• 2.1 推進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)16-25
• 2.1.1 異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制理論16-19
• 2.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型簡(jiǎn)化19-21
• 2.1.3 電壓空間矢量 PWM 技術(shù)21-25
• 2.2 電力推進(jìn)系統(tǒng)的負(fù)載特性分析25-30
• 2.2.1 螺旋槳的推力和阻轉(zhuǎn)矩25
• 2.2.2 螺旋槳工作特性25-27
• 2.2.3 船舶運(yùn)動(dòng)阻力特性27
• 2.2.4 螺旋槳與船體的相互作用27-28
• 2.2.5 船用螺旋槳特性28-29
• 2.2.6 船槳數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.3 電力推進(jìn)系統(tǒng)與螺旋槳特性配合30-33
• 2.3.1 推進(jìn)電動(dòng)機(jī)特性要求30-31
• 2.3.2 電機(jī)-槳-船工況特性配合31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 電力推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)控制策略研究34-44
• 3.1 電力推進(jìn)系統(tǒng)的特性及其控制要求34-37
• 3.1.1 電力推進(jìn)系統(tǒng)的特性34
• 3.1.2 推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制34-35
• 3.1.3 電力推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)控制要求35-37
• 3.2 電力推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)控制策略分析37-42
• 3.2.1 邏輯程序控制37-38
• 3.2.2 轉(zhuǎn)速模式與功率模式控制38-40
• 3.2.3 制動(dòng)與換向控制40-42
• 3.3 電力推進(jìn)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 小型電力推進(jìn)船舶推進(jìn)系統(tǒng)仿真研究44-60
• 4.1 小型電力推進(jìn)船舶推進(jìn)系統(tǒng)建模與仿真44-52
• 4.1.1 電力推進(jìn)控制系統(tǒng)仿真模型的建立44-50
• 4.1.2 小型電力推進(jìn)船舶推進(jìn)控制系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析50-52
• 4.2 船槳系統(tǒng)建模與仿真52-56
• 4.2.1 船槳系統(tǒng)仿真模型的建立52-55
• 4.2.2 船槳運(yùn)動(dòng)模型仿真與結(jié)果分析55-56
• 4.3 電力推進(jìn)船舶船-機(jī)-槳系統(tǒng)建模與仿真56-59
• 4.3.1 船-機(jī)-槳系統(tǒng)仿真模型的建立56-57
• 4.3.2 船機(jī)槳模型仿真與結(jié)果分析57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 小型船舶綜合電力推進(jìn)科研平臺(tái)60-71
• 5.1 船舶綜合電力推進(jìn)科研平臺(tái)介紹60-66
• 5.1.1 推進(jìn)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)60-66
• 5.1.2 螺旋槳負(fù)載模擬系統(tǒng)66
• 5.2 科研平臺(tái)功能優(yōu)化66-68
• 5.2.1 硬件功能模塊設(shè)計(jì)與設(shè)置66-67
• 5.2.2 優(yōu)化控制模塊軟件開(kāi)發(fā)67-68
• 5.3 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析68-70
• 5.3.1 正常航行68-69
• 5.3.2 機(jī)動(dòng)航行69
• 5.3.3 應(yīng)急操縱69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 附錄76-81
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1079772