船舶电力推进系统建模与仿真研究

本文对两台同步电机驱动的双推进器船舶的电力推进系统进行了研究.通过搭建模型来分析电力推进系统中的影响因素.本模型基于Matlab/Simulink仿真平台,旨在分析船舶的运行特性.因此,通过电力推进系统效率和船舶速度的仿真曲线,了解了双螺旋桨船舶电力推进系统的相关特性.同时对不同的参量(功率和推进转矩,电机转速,船舶速度等)进行了分析,为了提高船舶推进功率和推进器特性,采用了功率评估系统(PPP)和螺旋桨优化系统(POP).     

船舶电力推进系统负载特性研究

随着船舶电气化程度的不断提高,船舶电力系统的控制和管理也变得越来越智能化,特别是在电力推进系统中,半导体控制技术已经得到了非常广泛的应用,其在节能、高效和高功率输出等方面显示出非常诱人的前景。现阶段的研究重点是如何有效提高电力推进系统的能源利用效率,减少损耗,因此对螺旋桨负载特性的研究显得至关重要,本文首先介绍船舶电力推进系统的特点,然后给出螺旋桨在不同工作模式下的数学模型,并通过Simulink软件对部分螺旋桨运动模式进行仿真,在一定程度上为电力推进系统性能的提高提供理论指导。     

船舶电力推进系统的分布式仿真研究

设计一种分布式船舶电力推进系统结构,并在仿真的环境下研究了电力推进系统的工作性能和可靠性。分布式电力推进系统设有2组PLC控制中心,通过变频控制和逻辑控制的方式推进船舶的行进和螺旋桨的工作;给出船舶电力推进系统的仿真电路结构,并以载波层叠SPWM的控制方式实现对电力系统电压、电流等信号的控制,保证船舶电力系统以更经济的方式运转和工作。仿真实验数据表明,提出的分布式船舶电力推进系统在电磁信号输出的稳定性方面优势明显,可以使船舶电力系统动力性能和运行成本达到一种均衡的状态。     

船舶电力推进动态负荷仿真系统的设计

船舶电力推进因其运营经济性、灵活性、可靠性和环保等优点，被预测为船舶推进的主流。通过系统仿真的方式研究船舶电力推进在可行性和效率方面是一个很好的选择，为此而构建出一个能真实反映船舶螺旋桨负荷特性的半实物在环的船舶电力推进动态负荷仿真系统。本文详细论述了船舶电力推进动态负荷仿真系统的构成、其关键部分的具体设计与实现以及其中所涉及的具体问题和解决方案。     

吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究

在国内,吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段,尤其是吊舱推进器螺旋桨,其设计方法尚未成熟,而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键,关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。为此,采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计,分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能,针对吊舱式电力推进船舶,采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数,同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算,并与母船的推进效率进行对比,选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数,以优化推进效率。研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案,同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台,可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较,提高推进性能。     

船舶电力推进系统螺旋桨负载实时监测研究

通过对船舶电力推进系统螺旋桨负载的实时监测,提高对船舶电力推进系统的状态监测和故障分析判断能力,提出一种基于高阶统计量特征提取和串行D/A转换控制的船舶电力推进系统螺旋桨负载监测方法。采用振动传感器进行船舶电力推进系统螺旋桨的振动信号采集,振动信号能有效反映电力推进系统的负载特征,对采集振动信号进行时频分析和高阶统计量特征提取,以提取的特征量为测试集,进行负载监测的信号分析。在此基础上,基于ADSP21160处理器系统进行负载实时监测系统的硬件设计,通过D/A转换控制方法提高负载监测的实时性和准确性。仿真结果表明,该方法进行船舶电力推进系统的负载监测的实时分析能力较强,信号采集和输出的准确性较好。     

基于小波分析的船舶螺旋桨故障诊断

电力推进船舶的推进系统由推进电机和螺旋桨组成,其中螺旋桨工作环境恶劣,常因种种故障影响船舶航行安全。针对螺旋桨在水下可能出现的常见故障,提出基于小波分析的信号奇异性检测方法,通过分析推进电机中定子电流信号出现的异常对螺旋桨出现的故障进行故障诊断,仿真实验证明了方法是正确有效的。     

基于有限元分析与MMG建模的POD船舶自抗扰控制研究

POD吊舱船采用了一种新型的船舶推进方式,与传统的船尾螺旋桨动力推进不同,吊舱船在船舶尾部安装了一种具有旋转自由度螺旋桨,可以产生360°回转作用力,可以大大提高船舶的动力特性和操控性能。本文首先采用一种MMG分离建模的方法,建立了POD船舶的动力模型和船舶所受作用力模型,然后在传统的船舶操控系统基础上建立了具有自抗扰功能的POD控制系统,并基于有限元模型对POD船舶的控制性能进行仿真分析。     

船舶电力推进中的异步电机矢量控制研究

在船舶数学模型、螺旋桨模型、异步电机矢量控制模型的基础上,建立了船舶电力推进仿真系统.此仿真系统具有通用性,只要修改船体模型、螺旋桨模型和永磁同步电机矢量控制模型的参数,就可以对其他船舶电力推进系统进行仿真.     

内河船舶电力推进系统半实物仿真平台研制

为了能全面、透彻的研究内河船舶电力推进系统,设计了一个内河船舶电力推进系统试验仿真平台,并给出了仿真平台的架构及其功能特点。提出适合实验室环境下的电动发电机的控制策略,并通过对比实船和仿真平台的传动结构,研究仿真平台螺旋桨负载的机械平衡方程和船桨数学模型。试验结果证明,仿真平台的设计合理、功能正确、性能稳定,为在实验室环境下测试内河船舶电力推进装置及其控制系统提供了一个有效的测试平台。