柴油发电机组H_2励磁控制器的研究

船舶电力系统电压的稳定性主要取决于船舶电站同步发电机调压系统的电压响应特性.为了抑制负荷扰动的影响,提高同步发电机调压系统的动态性能,将H_2控制理论应用于同步发电机调压系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H_2控制问题.首先分别建立相复励装置和无刷励磁同步发电机的数学模型,然后建立采用H_2励磁控制器的同步发电机调压系统的数学模型.针对外部干扰和模型的不确定性,H_2励磁控制器的设计可以归结为混合灵敏度问题.在分析同步发电机模型不确定性的基础上,合理地选取加权函数,通过解Riccati方程,得到H_2励磁控制器.计算机仿真结果表明:设计的H_2励磁控制器,能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效地提高系统的动态性能和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统电压的稳定性.     

混合H2/H∞励磁控制器在船舶同步发电机组并联中的应用

为了提高船舶电站同步发电机励磁系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,提高并联运行的发电机组的无功分配性能,将混合 H2/H∞控制理论和线性矩阵不等式(LMD方法应用于同步发电机励磁控制系统的设计,将同步发电机励磁系统的性能要求转化为标准混合 H2/H∞控制问题.计算机仿真结果表明,利用线性矩阵不等式(LMD方法所设计的混合 H2/H∞励磁控制器能在考虑模型不确定性的情况下,有效地提高了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,改善了船舶电力系统的调压的性能.     

基于PSCAD的船用柴油发电机组仿真分析

船舶电力系统容量小,在受到较大扰动时,频率和电压不再保持为恒定,而是一个动态变化的过程。为了对船舶电力系统的过渡过程进行分析,本文利用PSCAD／EMTDC软件建立了柴油机及其调速系统以及发电机励磁系统的数学仿真模型,并对其各组成部分进行详细分析。最后利用分级突加突卸负载的方式对机组模型的正确性进行验证,指出通过对船舶电站同步发电机的励磁控制和柴油机的转速控制可以提高船舶电力系统稳定性。     

船舶发电机分散励磁鲁棒控制器设计

建立船舶柴油机发电机组的数学模型,明确了模型中各干扰项的物理意义,将发电机组数学模型线性化后,增广为广义受控系统,应用H∞控制理论,设计了船舶电力系统发电机的鲁棒分散励磁控制器,并应用线性矩阵不等式方法求解该控制器。在仿真试验中,比较了传统的电力系统稳定(PSS)控制器和分散励磁鲁棒控制器的控制效果,结果表明后者具有更好的抗干扰能力,提高了船舶电力系统的稳定性。     

基于自抗扰控制技术的船舶发电机励磁系统研究

船舶电网是一个容量有限的电源系统,突加突卸大功率负载会对其造成冲击,甚至引起船舶发电机输出电压不稳定,采用经典PID难以满足快速恢复发电机输出电压的功能要求。针对这一问题,提出一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略对其进行改进。介绍自抗扰控制器的原理,分析其控制性能较经典PID控制优异的原因,设计自抗扰控制器,在Simulink仿真平台上搭建励磁系统仿真模型,进行仿真实验,仿真结果表明在船舶电力系统突加突卸大功率负载后,新型励磁控制策略较经典PID控制具有更好的快速性和稳定性。     

发电机励磁系统的仿真研究

本文以船舶柴油发电机为控制对象,应用MATLAB软件对船舶柴油发电机控制进行了建模,对励磁模块进行了设计,发电机励磁系统是具有复励功能的无刷励磁.通过船舶电网带10%的发电机额定负载和50%的发电机额定负载的仿真运行,系统的控制具有良好的效果,从而证明对励磁系统的设计是成功的.     

非线性负载下发电机数字励磁系统研究和应用

针对传统励磁系统存在发电机带非线性负载时发生电压采集信号失真和不稳定等问题,提出数字式励磁系统代替传统励磁系统的方法。该方法主要在发电机内增加数字励磁系统运行所需的电子元件,以及相关的励磁模块的系统安装板。数字式励磁系统既可以提高系统的稳定性和实时性,又可以根据负载变化作出快速的响应。实例验证了该方案可以让系统更加可靠运行,性能明显提升,具有重要的实用价值。     

典型工况下船舶电力系统MATLAB/Simulink仿真

为提高船舶电力系统的用电稳定性,保证船舶在空载、加载、短路等诸多工况下功率分配的合理性,采用模块化的思想,对船舶原动机及调速系统、励磁调压系统、同步发电机及发电机并车模型进行详细建模.模拟仿真单台发电机和多台发电机并车运行下空载运行、突加负载运行、突加异步电机等几种典型工况,观察同步发电机转速及端电压变化,电网电压变化,异步电动机电流及电压变化情况,避免在实船上进行典型工况故障分析和实船实验测试产生的高昂成本,仿真结果的数据对船舶电力系统的设计与研究具有积极意义.     

发电机出口断路器跳闸对船舶电力系统稳定性的影响

船舶电力系统在故障发生时，发电机出口断路器跳闸对船舶电力系统是一个较大的扰动，网络中不同位置的断路器动作都会对系统稳定性造成不同的影响。数字仿真方法是研究此类动态问题的有效手段。本文利用PSCAD／EMTDC仿真软件平台，对某型船舶电力系统发电机转速及励磁自动凋节装置进行了模型及参数仿真验证，并对自定义静态负荷模型以及采用铭牌参数建模的异步电动机模型进行了仿真分析，在此基础上通过时域数字动态仿真的方法，针对某型电力系统的网络结构，以典型的系统运行方式为例，分析了发电机出口断路器分断对电力系统稳定性的影响，并进一步提出为保证系统稳定性，系统运行时应当采用的相关策略。     

船舶发电机组的励磁系统模糊PID控制研究

本文针对励磁系统的经典PID算法需要被控对象的精确模型、在非线性系统中的性能不够理想这一缺点,分析了船舶柴油发电机组的控制。结合模糊控制和经典PID控制,设计同步发电机励磁系统的模糊PID控制器.模糊推理机的输入为船舶发电机端电压的偏差及其变化率经模糊化处理后的模糊量。在Matlab环境下进行仿真,结果表明模糊PID控制器使发电机的端电压更加稳定,具有较好的静态和动态性能。     

船用发电机数字励磁系统的精确建模研究

为提高船用发电机励磁系统的仿真精度,建立模型励磁控制参数与实际控制参数间的对应关系,以某船数字励磁系统实例,探讨了根据相关设备参数和控制装置的实际算法对船用发电机数字励磁系统进行精确建模的过程和可行性,最终使用Matlab/Simulink搭建了对应该船数字励磁系统的精确仿真模型,利用试验结果验证了模型的正确性.     

舰船电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高舰船电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系，并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动，以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机端电压波动进行了仿真研究，结果表明了这种控制策略的有效性。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

船舶电站自动控制系统的功能逻辑设计

船舶电站自动控制系统涉及面相当广。本文就其最主要的功能,即失电起动、自动重合闸、故障处理、按负荷加减机组及柴油发电机组起动和停机的控制过程进行讨论。文中控制逻辑设计的自动电站控制系统的功能和通用性都较强,而线路简单。经实践证明,该系统动作准确,性能稳定可靠,能满足不同类型船舶电站和不同类型柴油发电机组的控制要求。     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

船用柴油发电机模拟机的设计

柴油发电机是舰船上重要的电源装置,它的性能直接影响到船上的电力系统性能。本文以某船用12相、8极柴油发电机为原型,详细阐述了其模拟机的设计方法。其模拟机的研制,对船上电力系统动态模拟和研究、船用柴油发电机的设计和研制提供了新的手段。     

船舶电力系统建模

分析研究船舶电力系统的安全性可以运用系统故障仿真手段，但必须对船舶电力系统精确的数学模型进行建模。从某大型集装箱船舶电力系统的工作原理出发，根据柴油发电机组的动态特性，研究了船舶电力系统模型的结构和原理，建立了船舶电力系统模型，该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程，对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。     

船舶电站负荷扰动下轴系瞬时转速的动态仿真

受到大负荷扰动后,船舶电站的参数将发生较大变化.从发电柴油机、电力负荷、发电机及励磁调节系统方面建立柴油机瞬时转速的动态模型,并从气缸做功和负载方面对瞬时转速变化方面进行分析.依据发电柴油机的不同负荷类型,分别从恒定阻抗法、电动机机电暂态过程动态特性、负荷的静态特性三方面进行归类计算,提高了负荷的动态和静态仿真性能,励磁系统则采用三阶实用模型.最后利用Matlab/SIMULINK进行了系统的静态、暂态和动态稳定性分析.