吊艙式船舶電力推進(jìn)控制的研究分析.pdf

1、船舶電力推進(jìn)已成功應(yīng)用在破冰船、油輪、化學(xué)品船等艦船上。近幾十年來,隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展,新型高性能大功率器件的相繼出現(xiàn),新型電機(jī)的發(fā)展,尤其是吊艙式(POD)電力推進(jìn)裝置的問世及推廣應(yīng)用,船舶電力推進(jìn)加快了發(fā)展的步伐,顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α２⒁云錂C(jī)動性能好、總體布置靈活、環(huán)保性能好及保證柴油機(jī)工作在最佳狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn),正成為未來船舶動力裝置的發(fā)展方向。
　　本文針對吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng),首先分析了吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)作特性,

2、主要分析了螺旋槳的推力及轉(zhuǎn)矩特性、船舶航行中的阻力特性。在此基礎(chǔ)上建立了各自的數(shù)學(xué)模型和Simulink仿真模型,并建立船-槳仿真模型。通過仿真分析在不同的吊艙推進(jìn)角下,船舶的速度、所受推力和阻力、螺旋槳的扭矩,仿真結(jié)果驗(yàn)證了模型建立的正確性和可行性。在主推進(jìn)電機(jī)方面,本文選用三相永磁同步電動機(jī)(PMSM)作為直接研究對象。對于電機(jī)的控制,本論文采用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)來代替矢量控制。
　　論文以傳統(tǒng)的DTC為基礎(chǔ),分析了DTC

3、的控制原理和結(jié)構(gòu),并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立系統(tǒng)各組成模塊的仿真模型,從而構(gòu)建永磁同步電動機(jī)的傳統(tǒng)DTC控制系統(tǒng)的整體仿真模型。仿真分析PMSM的定子磁鏈、速度、電磁轉(zhuǎn)矩及定子三相電流特性。然后針對傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動較大、逆變器開關(guān)頻率不固定等不足,本文引入智能控制技術(shù)對其進(jìn)行改進(jìn),論文主要采用了模糊控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù),并建立了改進(jìn)后的系統(tǒng)仿真模型。對比仿真結(jié)果表明改進(jìn)后的系統(tǒng)性能得到了很大的提高