检索结果-内蒙古大学图书馆

舰船科学技术 2016年第9期38卷 78-82页

作者：汪桐萱任倩梁景凯曲延滨哈尔滨工业大学(威海)信息与电气工程学院山东威海264209

电力推进的船舶在恶劣海况下航行时存在较大扰动,螺旋桨不断进出水面,使船舶推进电机的转速和转矩过大从而造成机械损耗。为此,本文提出一种针对恶劣海况的船舶电力推进系统抗过旋控制策略,不同于平静海况的转速控制策略,考虑船桨通风... 详细信息

电力推进的船舶在恶劣海况下航行时存在较大扰动,螺旋桨不断进出水面,使船舶推进电机的转速和转矩过大从而造成机械损耗。为此,本文提出一种针对恶劣海况的船舶电力推进系统抗过旋控制策略,不同于平静海况的转速控制策略,考虑船桨通风状态以及损失的估算,对损失因子和估算转矩进行分析,验证抗过旋控制的可靠性。

关键词：船舶电力推进恶劣海况抗过旋控制损失计算

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恶劣海况下电力推进系统转速模糊补偿控制策略

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船舶工程 2023年第4期45卷 133-138页

作者：窦孝钦高海波蔡玉良中国船级社北京100007 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063

针对恶劣海况下电力推进系统转速控制速度波动过大以及稳定时间过长的问题,在分析发生盘面积损失和卷气效应时螺旋桨推力损失和转矩损失的基础上,提出降低转速的控制策略(抗过旋控制1)、加入转矩损失补偿的控制策略(抗过旋控制策略2)以... 详细信息

针对恶劣海况下电力推进系统转速控制速度波动过大以及稳定时间过长的问题,在分析发生盘面积损失和卷气效应时螺旋桨推力损失和转矩损失的基础上,提出降低转速的控制策略(抗过旋控制1)、加入转矩损失补偿的控制策略(抗过旋控制策略2)以及模糊补偿控制策略(抗过旋控制策略3)。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,比较不同控制策略的性能优劣。仿真试验结果表明,模糊补偿控制策略的效果最佳。

关键词：恶劣海况电力推进系统转速模糊补偿控制螺旋桨卷气效应抗过旋控制

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船舶电力推进系统不同海况下控制策略的研究

船舶电力推进系统不同海况下控制策略的研究

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作者：汪桐萱哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

船舶电力推进系统具有经济性能好、易操纵、安全系数高等特点,主要由推进电机和螺旋桨负载两部分组成。永磁同步电动机的磁通密度高,动态性能好,所以通常采用永磁同步电动机作为推进电机。本文以电力推进的船舶为研究对象,对不同海况下... 详细信息

船舶电力推进系统具有经济性能好、易操纵、安全系数高等特点,主要由推进电机和螺旋桨负载两部分组成。永磁同步电动机的磁通密度高,动态性能好,所以通常采用永磁同步电动机作为推进电机。本文以电力推进的船舶为研究对象,对不同海况下的船舶电力推进系统控制策略进行研究。船舶运行是一个复杂连续的过程,本论文对不同海况下的船舶电力推进系统采用不同控制策略,最终使船舶在不同海况下平稳运行。首先,对船舶电力推进系统各模块进行仿真模型的建立,然后对螺旋桨特性进行分析,包括船桨相互作用、桨的敞水特性、进速比等,最后分析船舶运行的阻力以及船舶推进效率的问题。由于船舶运动是一个动态过程,本论文分别对轴、永磁同步电机、螺旋桨进行动态模型的建立,为不同海况控制策略的研究做准备。其次,针对平静海况下的船舶运动,采用了转速控制策略,永磁同步电机采用直接转矩控制策略。平静海况是指海面平静,螺旋桨全部浸没在海水里,桨叶之间无通风存在。此海况的控制目标是使螺旋桨最终输出的转速与给定的转速相等。直接转矩控制具有较高的动态响应,通过仿真结果的分析,验证了转速控制的实用性。再次,针对恶劣海况下的船舶运动,采用了一种类似于汽车-.&系统的抗过旋控制方法。恶劣海况是指海面存在浪、流和涌等恶劣条件,此时桨叶之间存在通风,会造成一定的推力转矩损失,因此船舶运动系统不稳定。为了降低转速和过大的推力转矩损失,引入了抗过旋控制策略。抗过旋控制包括负载转矩监测、损失估算以及通风检测部分,分别对它们进行数学模型的建立,最后进行仿真结果的分析,验证了控制策略的可行性。最后,研究了不同海况下的切换控制策略。本文采用了一种开关切换控制方法,使船舶在不同海况之间平稳切换。先对切换控制运行原理进行分析,再对切换器进行模型的建立,从而解决了不同海况之间的平稳切换问题。通过对仿真结果分析,表明切换控制策略的鲁棒性好,控制效果稳定。

关键词：船舶电力推进系统转速控制抗过旋控制切换控制不同海况

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船舶电力推进系统自适应控制策略研究

船舶电力推进系统自适应控制策略研究

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作者：廖林豪武汉理工大学

学位级别：硕士

电力推进系统作为广泛应用的船舶推进方式之一,其控制系统的控制性能关系到船舶航行和作业的安全性和经济性。随着船舶行业的不断发展,应用电力推进技术的船舶类型不断增多,运营范围也愈加广泛。面对复杂的海况环境,需要控制系统针对环... 详细信息

电力推进系统作为广泛应用的船舶推进方式之一,其控制系统的控制性能关系到船舶航行和作业的安全性和经济性。随着船舶行业的不断发展,应用电力推进技术的船舶类型不断增多,运营范围也愈加广泛。面对复杂的海况环境,需要控制系统针对环境变化做出不同的响应策略,常规控制策略已无法满足极端海况环境下的控制需求,因此开展不同海况下的船舶电力推进系统控制策略研究具有重要现实意义。现实情况下开展复杂海况下的船舶电力推进系统控制策略实船研究存在较大安全隐患,因此本文以Matlab/Simulink为平台,搭建船舶电力推进系统仿真模型,开展复杂海况下各类推进系统控制策略研究,为将来的实船应用提供理论基础,本文主要研究内容如下:(1)设计了适用于常规海况下的船舶电力推进系统组合控制策略。分析了船舶电力推进系统中推进单元动态数学模型,介绍常规海况下转速/转矩/功率三种控制策略的控制目标及控制原理,并根据三种控制策略各自特点,引入权重系数将三种控制策略进行结合形成组合控制策略,运用粒子群算法优化权重系数,优化三种控制策略的工作区间。(2)设计了适用于极端海况下的船舶电力推进系统抗过旋控制策略。分析了船舶在极端海况下由于风、浪、流的影响造成螺旋桨扭矩和推力损失的情况,提出两种抗过旋控制策略,即带动态限速模块的抗过旋控制策略#1和带卷气效应识别模块的抗过旋控制策略#2,并在后者控制系统中提出基于证据推理规则和Ada Boost方法的卷气效应识别器。(3)设计了适用于冰区航行船舶电力推进系统功率重分配策略。针对船舶螺旋桨在冰区遭遇堵转脱困后造成船舶电网频率波动的问题,提出了两种船舶电力推进系统功率重分配控制策略,即接收转速反馈偏差信号的功率重分配控制策略#1,和接收转矩反馈偏差信号的功率重分配控制策略#2,并在后者控制系统中提出了基于置信规则推理方法的系统转矩观测器用于动态预测发电机机械转矩。本文针对船舶电力推进系统,开展了适用于不同海况的推进系统控制策略研究,并结合智能算法对控制策略进行优化改进。基于Matlab/Simulink软件平台,搭建船舶电力推进系统仿真模型,以及常规海况和极端海况下推进系统控制策略控制器模型。同时,设计仿真实验验证分析各类控制策略的控制效果,为船舶电力推进系统智能化控制工程的发展提供了一定的理论基础。

关键词：船舶电力推进系统组合控制极端海况抗过旋控制功率重分配控制

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船舶电力推进系统控制策略仿真研究

船舶电力推进系统控制策略仿真研究

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作者：熊留青武汉理工大学

学位级别：硕士

目前,电力推进船在船舶领域的应用越来越广泛,电力推进系统作为船舶系统中的核心系统,其控制性能关系到船舶的稳定性和安全性,尤其是在恶劣海况下,推进系统常规控制策略已经无法满足其控制需求。由于复杂海况下船舶推进系统控制策略的... 详细信息

目前,电力推进船在船舶领域的应用越来越广泛,电力推进系统作为船舶系统中的核心系统,其控制性能关系到船舶的稳定性和安全性,尤其是在恶劣海况下,推进系统常规控制策略已经无法满足其控制需求。由于复杂海况下船舶推进系统控制策略的实验研究投入成本较高且安全性较低,因此本文使用Matlab/Simulink仿真方法对船舶电力推进系统相关控制策略进行性能分析、方案论证等研究。船舶电力推进系统控制策略研究主要包括两部分,一是船用推进电机控制策略研究,二是推进系统控制策略研究,其中推进控制系统是电机控制系统的上一级控制系统。本文针对船舶电力推进系统控制策略研究,主要进行了以下工作:1)分析船用推进电机控制系统中永磁同步电机和逆变器的数学模型,在电机矢量控制策略的基础上,研究预测电流控制策略和预测转速控制策略,并提出无差拍预测电流控制策略和带扩展卡尔曼滤波器的预测转速控制策略。2)基于Matlab/Simulink平台搭建永磁同步电机矢量控制系统、预测电流控制系统和预测转速控制系统的仿真模型,并设计仿真实验验证不同工况下各种电机控制策略的性能优势。3)分析船舶电力推进系统中相关数学模型(电机动态模型、传动轴动态模型、螺旋桨特性模型),探讨一般海况下三种推进系统常规控制策略性能,并在此基础上提出组合(转速/转矩/功率)控制策略,同时使用粒子群算法对组合控制策略的权重系数进行优化。4)分析恶劣海况下螺旋桨出入水现象对螺旋桨产生的推力和转矩的影响,基于一般海况下组合控制策略,提出恶劣海况下带动态限速模块的抗过旋控制策略(抗过旋控制策略#1)和带卷气识别模块的抗过旋控制策略(抗过旋控制策略#2),并在抗过旋控制策略#2中设计三种卷气效应识别器来侦测卷气效应。5)基于Matlab/Simulink平台搭建一般海况下和恶劣海况下船舶电力推进控制系统仿真模型,并设计仿真实验验证一般海况下常规控制策略、组合控制策略和恶劣海况下抗过旋控制策略的性能优势。本文相关工作深入探讨了船舶电力推进系统控制策略,为电力推进系统的高性能控制研究提供了一定的理论基础,对电力推进系统相关工程应用具有一定的借鉴价值和指导意义。

关键词：预测电流控制预测转速控制恶劣海况组合控制抗过旋控制

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