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基于Weis-Fogh机构的船舶电力推进系统的研究
| 论文题名： | 基于Weis-Fogh机构的船舶电力推进系统的研究 |
| 关键词： | 机构;船舶;电力推进系统;永磁同步电动机;推进装置;软件设计;仿真研究;矢量控制算法;驱动系统;结果验证;叶型;升力;机动性;燃料利用率;参数自整定;占用空间;适应能力;驱动单元;平均推力;模型 |
| 摘要： | 近年来,随着科学技术的进步,船舶电力推进越来越受到人们的重视。船舶电力推进具有机动性能好、燃料利用率高、占用空间少等优点,有着广阔的发展前景。Weis-Fogh机构是一种靠“振翅拍击和挥摆急动”产生大升力的机构。不同于普通的机翼升力机构,Weis-Fogh机构不存在Wagner效应,具有极好的机动性和起动性。将Weis-Fogh机构与电力推进结合在一起构建出来的船舶电力推进系统具有很高的研究价值。 首先,本文通过模型对Weis-Fogh机构的升力原理进行了分析,并且分析了翼板间隙对Weis-Fogh机制的影响。在平旋Weis-Fogh机构的基础上,设计了一种四叶型平旋Weis-Fogh机构作为推进装置。并利用Fluent软件对Weis-Fogh机构进行了仿真研究,仿真结果验证了四叶型平旋Weis-Fogh机构的脉动性和平均推力均优于单叶型平旋Weis-Fogh机构,是一种性能良好的推进装置。 其次,结合设计的Weis-Fogh机构,对推进系统进行结构设计。采用永磁同步电动机作为推进装置的驱动单元,选用的矢量控制作为控制策略并结合SVPWM技术,完成驱动系统的设计。针对传统PID控制无法实现控制参数自整定的缺点,选择具有自适应能力的单神经元PID控制器作为速度环的调节器,以提高整个系统的性能。在MATLAB的Simulink仿真环境下搭驱动系统的仿真模型,进行仿真研究,通过结果验证了系统具有很好的动静态性能。 最后,以TI公司的电机专用DSP芯片TMS320F2812为控制核心,对系统的主要电路进行了设计。在硬件电路基础上,结合系统的仿真研究,完成了包括永磁同步电动机矢量控制算法、SVPWM生成、相关量检测等模块的系统软件设计。 |
| 作者： | 王晨光 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 姚绪梁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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