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船舶电站电能管理嵌入式系统的研究与开发
| 论文题名： | 船舶电站电能管理嵌入式系统的研究与开发 |
| 关键词： | 船舶电站;电能管理;嵌入式系统;实时操作系统 |
| 摘要： | 随着现代造船技术的发展，船舶对电站管理系统的可靠性和经济性要求越来越高，因此船舶电站的控制、监视和管理的重要性显得越来越突出。为提高自主研发能力，在交通部和上海市相关部门领导下，上海船舶设备研究所和其它的兄弟科研院校开展了船舶电站电能管理系统的研究与开发。本文依托于交通部西部交通建设项目“内河小型电力推进系统研制”，在“世纪之光”清扫船上设计并使用了嵌入式系统作为船舶电站电能管理系统的硬件控制平台；应用国产实时操作系统ReWorks，对控制软件进行了功能设计和调试，实现了船舶电站电能管理，为内河船舶电能管理系统的应用提供了一个样板。 本文分析了电能管理系统的技术现状和发展趋势。根据电能管理系统的特点，朝着现代船舶网络化、智能化、标准化的发展目标，对“世纪之光”清扫船电力系统的情况及功能要求进行了分析。在此基础上，对“世纪之光”电能管理系统的体系结构进行了详细的设计，并提出系统总体实现方案。选择x86系统处理器和Reworks嵌入式操作系统为软硬件平台，设计了船舶电站电能管理系统架构。本文分析了船舶电站电能管理系统的接口信号，并据此对系统的硬件设备进行了选型和设计；根据船舶电站管理系统的控制原理与方法和Reworks嵌入式实时操作系统的特点，本文详细论述了船舶电站管理的四个最重要也是最核心部分的控制原理：船舶电站的功率管理、船舶同步发电机的准同步并联运行、同步发电机频率及有功功率自动调整、同步发电机电压及无功功率自动调整，设计了船舶电能管理嵌入式系统，实现了船舶电站的功率管理、同步并联运行、调频调载、电压与无功功率调整。 本文以嵌入式技术为基础，通过嵌入式控制主机、船舶电站电能控制、数据采集及通讯、人机交互界面等技术的研究，构建了船舶电站电能管理系统，最终实现船舶电站系统的网络化。研究具有高速可靠的数据处理能力，实时和多任务的软件平台，配有人性化的人机接口，直接挂在工业以太网络上，可以对现场设备的状态及参数进行在线监测和报警处理，实现近程及远程的数据在线监测，从而达到全程数据监控的无缝集成。 具有自主知识产权的船舶电站电能管理嵌入式系统的研发成功，提高了我国船舶电能管理的应用水平和自主生产能力，掌握了电能管理的关键技术，走出了一条适合中国国情的船舶电能管理自主创新之路。 |
| 作者： | 管洋 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 戚正伟;王硕丰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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