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基于永磁同步电动机的双螺旋桨无人艇推进系统研究
| 论文题名： | 基于永磁同步电动机的双螺旋桨无人艇推进系统研究 |
| 关键词： | 无人水面艇;推进系统;永磁同步电机;直接转矩控制;转速协调控制 |
| 摘要： | 随着各国对海洋的重视，有效的利用和开发海洋资源，进行海洋科研、海洋环境监测、保卫国家海洋安全等措施，对于国家的战略发展具有重要意义。无人艇作为海上无人系统最为典型的无人智能平台系统，逐渐引起了各海洋强国重视。无人艇的推进系统是其运动控制的核心部分，其性能的优劣严重影响USV航行时的稳定性和操控精度，同时推进系统也是研究动力定位、自动避碰和航迹跟踪等问题的基础。研究无人艇的推进系统，对于改善无人水面艇本身的操控性、推进系统的稳定性和经济性具有实际意义。 本文以双螺旋桨无人艇的推进系统为研究对象，以永磁同步电机为推进电机，以直接转矩控制策略为基础对其进行了研究。首先介绍了无人水面艇在国内外的发展现状与无人水面艇推进控制系统的研究现状。然后简单介绍了永磁同步电机的结构与其在不同坐标系内的数学模型。通过分析常规直接转矩控制固有的不足与该技术应用于推进系统存在的特殊性，介绍了一种基于空间电压矢量调制的永磁同步电动机直接转矩控制技术，并且建立了相应的仿真模型。依据螺旋桨的负载特性，搭建了艇桨数学模型，并在此基础上建立了双螺旋桨无人艇推进系统的仿真模型。同时针对双螺旋桨无人艇的运动特点，提出一种适用于该推进系统的双推进电机转速协调控制策略，通过给定无人艇的预期运动状态，计算出每侧推进电机的实时转速，进而控制无人艇航行，并通过仿真验证了此方法的有效性。在此基础上，搭建了双螺旋桨无人艇推进系统用永磁同步电动机控制系统的硬件实验平台，并完成了控制程序的编写与调试。 |
| 作者： | 赵英序 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 朱景伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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