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船用同步发电机系统辨识与仿真研究
| 论文题名： | 船用同步发电机系统辨识与仿真研究 |
| 关键词： | 船用同步发电机;参数辨识;最小二乘法法;蚁群算法;仿真验证 |
| 摘要： | 一套完整的船舶电力系统不仅包括原动机、同步发电机、负载等,还包括其它相关的配电设备。其中船用同步发电机作为整个船舶电力系统的核心,它既是原动机的“负载”,同时也为整个船舶电力系统供电,在功能上起着承上启下的关键性的作用,为了保证整个船舶电力系统的可靠性与稳定性、为原动机控制策略提供有效依据,做船用同步发电机系统的建模研究、以及优化船用同步发电机系统相关参数具有重要的工程实用意义。 结合工程项目的需要,建立了船用同步发电机系统的数学模型,整定出了一套船用同步发电机模型参数,并证明了模型参数的可辨识性。 首先,以现代系统辨识理论为基础,采用了基于非线性最小二乘估计的同步发电机参数辨识方法,理论上证明了该方法的收敛性。根据船用同步发电机系统框架,建立了系统的辨识模型,模拟三相突然短路工况,运用仿真数据作为实测数据,进行船用同步发电机参数辨识。系统的动态性能较辨识前得到了显著提高,参数误差也都满足设计要求,从而证明了该方法的有效性。 另外,当考虑同步发电机饱和效应时,系统的大部分参数都会受到饱和因素的影响,与不饱和时的参数产生比较大的偏差。以考虑饱和效应的同步发电机模型为基础,运用蚁群算法对其进行了辨识,并给出了参数辨识算法的详细步骤。仿真算例表明,使用考虑饱和效应的同步发电机模型能有效地提高辨识精度。 最后,对船用同步发电机系统进行了仿真试验,试验了船用同步发电机系统在不同工况下的运行特点。通过仿真试验,证明了船用同步发电机系统模型与参数的准确性,为原动机系统控制策略提供了理论依据。 本文不仅建立了整个船用同步发电机系统的仿真模型,还对船用同步发电机的电气参数进行了辨识,并运用算例验证了辨识结果。研究表明,能高精度地辨识出船用同步发电机的电气参数,这为船用同步发电机系统建模研究以及工程应用奠定了基础,也将能为船舶电力系统分析和计算提供更为准确的同步发电机参数,具有一定的实用价值。 |
| 作者： | 刘壮栋 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 刘胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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