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船舶混合动力系统能量管理策略研究
| 论文题名： | 船舶混合动力系统能量管理策略研究 |
| 关键词： | 节能减排;混合动力;能量管理;模糊控制器;粒子群算法 |
| 摘要： | 目前国际能源危机愈演愈烈，而环境污染问题也日益严重，这些问题大多是由于工业生产以及交通运输过程导致的，例如车辆、船舶等耗费全球本就不多的不可再生能源，并且在燃料燃烧的过程中，排放大量的危害环境的气体。而对于船舶运输行业而言，为克服这些问题，走可持续发展的道路，研发新型的节能环保的船体系统结构是有必要的。 因此国际航运业将目光转向了绿色船舶的新型设计上，以此来实现节能减排的目的。混合动力船舶就是在绿色技术这一新的概念下应运而生的。为了保证船舶能够安全平稳地运行，并且能够达到能源的高效利用，实现对危害环境的气体排放量的降低，混合动力船舶的能量管理系统也需要进一步开发研究。 国际上对混合动力汽车的能量管理策略已经研究到一定的程度，考虑到汽车和船舶在某些动力性能上的相似性，故将混合动力汽车的能量管理策略沿用到船舶领域。 本文对于混合动力系统能量管理策略的研究方向，着眼点放在主推进柴油机、电动机、蓄电池组在不同的运行工作状况下，它们之间的功率分配的问题，在能够满足船舶系统安全性的同时，实现节能减排、降低运营成本的目的。本论文所做的工作具体描述为以下几个方面： （1）研究了传统的耙吸式挖泥船的系统结构组成，主要针对其工作循环过程以及燃油消耗量和污染气体排放进行分析。建立其燃油消耗及排放模型，通过输入实船的真实功率需求数据到模型中，得到油耗和排放曲线图。 （2）建立混合动力系统的燃油消耗及排放模型，针对具体的功率需求及蓄电池的剩余容量值，运用阈值法，调整系统的工作方式，获取混合动力油耗和排放曲线图，并与传统的船舶动力系统得到的结果比较分析混合动力系统在某些方面是否具有优越性。 （3）在阈值控制法的基础之上，针对阈值控制方法在理论上面的不足，引进了模糊控制算法，构建模糊控制器，使用模糊控制策略来对该混合动力系统控制，并对混合动力系统中的蓄电池组的剩余容量进行改良控制，最后比较分析在该模糊控制策略下油耗和排放结果。 （4）模糊控制器的设计具有很强的经验性和设计者的主观性，因此，在模糊控制器中引入粒子群算法，优化模糊控制器中的参数，通过仿真实验验证，使得模糊控制器的控制效果更好。 |
| 作者： | 孙震 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 高海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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