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船舶电力系统的建模与模糊控制研究
| 论文题名： | 船舶电力系统的建模与模糊控制研究 |
| 关键词： | 船舶电力系统;模块化建模;调速系统;励磁控制;模糊-PID控制 |
| 摘要： | 随着船舶不断地向大型化和自动化方向发展，作为现代船舶的重要组成部分，船舶电力系统也变得越来越复杂。船舶电力系统运行品质的好坏直接关系到船舶的航行安全和船员的生命安全；因此，对电力系统的控制质量和运行稳定性提出了更高的要求。船舶电力系统是一个独立而复杂的系统，具有时变性、非线性和强耦合性等特点，导致难以建立电力系统的精确数学模型。而传统的控制方法一般适用于具有精确数学模型的系统，已难以满足对船舶电力系统日益提高的控制要求。鉴于上述原因，需要设计一种更为先进的方法，以提高对船舶电力系统的控制性能。 本文首先建立了船舶电力系统的数学模型和Simulink仿真模型，并在此基础上进行了船舶电力系统PID控制策略的协调控制仿真研究。仿真结果表明：在PID控制策略下，船舶电力系统各性能指标基本满足我国船级社制订的《钢质海船建造及入级规范》的要求，但调节过程中超调量较大、波动时间较长。 其次，本文通过广泛阅读国内外关于船舶电力系统控制方面的文献，结合PID控制和模糊控制各自的优点，提出了一种能够满足船舶电力系统性能要求的模糊-PID控制器；并针对电力系统中的调速和励磁系统分别建立了模糊-PID调速控制器和励磁控制器。 最后，用建立的调速与励磁模糊-PID控制器替代船舶电力系统仿真模型中的PID控制器，在各种工况下进行了仿真试验；并将仿真结果与在PID控制器作用下的仿真结果进行了对比分析。分析结果表明：在模糊-PID控制器作用下的船舶电力系统各性能指标符合《钢质海船建造及入级规范》要求；在调速方面，模糊-PID控制器控制效果优于PID控制器控制效果：在励磁方面，两种控制器各有优缺点；调节过程中，模糊-PID控制器与PID控制器相比，超调量较小、稳定时间较短，体现了模糊控制具有较强鲁棒性的特点，达到了研究目的。 本文所提出的模糊-PID控制策略，是针对船舶电力系统控制方法一种新的尝试，并取得了良好的控制效果，具有广阔的发展和应用前景。 |
| 作者： | 见可可 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 高岚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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