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船舶电力推进系统建模与稳定性分析
| 论文题名： | 船舶电力推进系统建模与稳定性分析 |
| 关键词： | 船舶电力推进系统;单神经元自适应PID控制;电流滞环;螺旋桨 |
| 摘要： | 电力推进是船舶动力系统的一种新型动力形式，随着技术的变革以及研究工作越来越深入，世界船舶电力推进领域致力于进一步提高船舶的机动性、降低船舶噪音等性能。我国对船舶电力推进技术的研究工作起步较晚，在将理论的研究成果应用于实际船舶的过程中，仍然存在较多问题。因此对船舶电力推进系统进行建模、仿真与分析与是一项非常必要的研究工作。本课题对船舶电力推进系统的各个模块分别进行了建模、仿真与分析，最终组成完整的船舶电力推进系统模型，对其暂态稳定性进行初步的仿真研究。 本文采用模块化思想，将电力推进系统划分为原动机及调速系统、发电机及励磁系统、推进电机及变频调速系统、螺旋桨等模块，分别探讨了各模块的工作原理与数学模型，然后建立系统的仿真模型：首先分别建立了柴油机及调速系统和发电机及励磁系统的仿真模型，然后将两部分模型按照相关原理构成发电机组模型，采用静负载模型代替船上的日用负载，与发电机组构成船舶电力系统模型，对该系统进行突加、突卸大容量负载的仿真试验，验证了所建模型的正确性，并按照《中国船级社钢质海船入级规范》规定的性能指标对其暂态稳定性进行分析。然后分析了永磁同步电机id=0的控制思想，采用基于电流滞环的矢量控制方法，设计了推进电机及变频调速系统的仿真模型；分析了单神经元自适应控制算法，采用单神经元自适应PID控制器取代传统的PI调速控制器，比较两种控制器下系统的仿真结果，验证了新型控制器对系统稳定性能的改善。接着又对螺旋桨的数学模型进行分析，结合船-桨系统的数学模型，搭建了相应的仿真模型，并通过两种启动方式下仿真结果的比较，验证了分级启动对系统稳定性的改善。最后综合各元件的模型组成船舶电力推进系统，进一步仿真分析了分级启动针对系统的暂态稳定性更优于直接启动，并且验证了所建立的船舶电力推进系统模型的可靠性与稳定性。 |
| 作者： | 侯艳雪 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 黄曼磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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