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四种海况下电力推进船舶建模与仿真
| 论文题名： | 四种海况下电力推进船舶建模与仿真 |
| 关键词： | 船舶电力推进系统;三相异步电机;三相不可控整流装置;螺旋桨轴功率;粒子群算法 |
| 摘要： | 随着船舶大型化、电气化和智能化的发展，以及社会对于绿色环保意识的不断提升，电力推进船舶已经成为未来船舶发展的主流船型。推进电机作为电力推进船舶的主要动力设备，其负荷的变化对整个电力推进船舶的航行安全有着很大影响。经典的综合电力推进系统仿真模型主要采用突加突减50%推进电机负荷来判断整个电力推进系统的可靠性和稳定性，忽视了船舶航行时海洋环境因素的影响。如风、浪、流等外界海洋环境扰动力对船舶运动和整个电力推进系统产生的影响。文章将实船的电力推进系统作为研究对象，结合外界海洋环境因素进行四种海况下电力推进船舶建模与仿真。其主要研究内容如下： （1）文章根据中能LNG“CESIGLADSTONE”实船图纸和数据为依据，以船舶电力推进系统供电原理图为参考，选取柴油机及调速系统、同步发电机和励磁系统、三相不可控整流装置和三相异步电机变频调速控制系统、螺旋桨和舵等部件作为研究对象，采用模块化思想通过仿真软件对电力推进系统进行搭建并结合外界海洋环境下（风、浪、流等）扰动力模型，搭建四种海况下电力推进船舶仿真模型。 （2）为保证电力推进系统能够达到更好的仿真效果，采用粒子群算法对模型的控制参数进行整定优化，并与传统经验法设定的参数进行对比分析。结果表明，通过粒子群算法优化的控制参数相比经验法设定的参数能够更好的优化整体模型的控制效果。 （3）将平静海况下船舶电力推进系统与经典的突加静态负载的仿真模型进行对比分析，验证总体模型的正确性；改变浪扰动的海况条件，通过仿真时的螺旋桨轴功率和船速曲线与图纸上的轴功率和船速曲线进行对比分析，结果证明搭建的四种海况下电力推进船舶模型是可靠的；此外仿真模型的搭建还为船舶综合电力推进系统建模提供一个新的方法和思路；为实验室项目轮机模拟器的扩展提供了数学模型，为将来船舶制造中的海上实船测试环节提供了借鉴。 |
| 作者： | 李文正 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 何治斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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