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船舶电力推进系统数字化设计方法研究
| 论文题名： | 船舶电力推进系统数字化设计方法研究 |
| 关键词： | 船舶;电力推进系统;数字化设计;RBF神经网络;模糊综合评判;矢量控制 |
| 摘要： | 近年来,随着电力电子技术的发展和大功率交流电机变频调速技术的日趋成熟,船舶电力推进越来越显示其优越性,成为未来船舶动力装置的发展方向。而船舶电力推进数字化设计技术在国内基本空白,深入研究船舶电力推进系统数字化设计技术可以突破国外对我们的相关技术封锁,促进我国船舶电力推进系统研究的快速发展。 本研究是结合具体科研项目开展的。研究过程主要完成了以下几方面的工作: 首先进行了船舶电力推进系统数字化设计的数学建模,包括船舶阻力模型和负载装置模型,重点建立六相双Y移30°同步电机的数学模型,针对六相同步电机模型是高阶、非线性、强耦合的系统,利用矢量变换对其进行了简化,实现了磁通和转矩解耦控制,建立了更适合分析的旋转坐标系下的六相同步电机模型。 其次进行了数字化设计的数学表达,主要有:一、利用了径向基(RBF)神经网络的泛化功能,根据图谱设计法设计了定距螺旋桨;二、针对电机评价指标的多样性,提出了一种改进型隶属函数的确定,建立了六相同步电机选型的层次分析法(AHP)模糊综合评判(FCE)方法对电力推进系统推进电机进行了选型。 然后进行了船舶电力推进系统数字化设计的编程实现,选取合适的变频器和推进电机的电压等级,重点解决主要设备的匹配问题,综合考虑船舶和螺旋桨的相互作用,建立了船桨一体化的负载装置模型,针对大型同步电机的特点,建立了与之匹配的基于气隙磁场定向的矢量控制系统,以六相双Y移30°同步电机为研究对象,将船桨一体化负载模型和六相同步电机矢量控制模型结合,进行了系统仿真研究。仿真结果满足性能指标要求,表明所设计的螺旋桨和选取的推进电机是合理的。 数字化设计是推广船舶电力推进系统广泛使用的基础,可以利用这套数字化设计方法来进行定距螺旋桨设计和推进电机的选型,缩短推进系统的设计周期,降低设计成本。同时这套数字化设计方法还可以进行船舶电力推进系统的仿真研究。 |
| 作者： | 李春风 |
| 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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