船舶柴油发电机转速控制系统设计

电力推进船舶通常采用柴油发电机组作为电力来源,通过电力驱动系统的电机。为了提高电力推进船舶的能源利用率,实现电力推进船舶的经济效益,针对船舶柴油机组的负载特性等进行柴油发电机的转速控制。本文首先建立柴油发电机的数学模型,结合柴发调速系统和PID控制技术,设计针对船舶柴油发电机的转速控制系统,并结合Matlab-Simulink平台进行了转速控制系统的仿真验证。     

船舶吊舱推进电机控制策略发展综述

随着船舶节能减排要求的提高,吊舱推进系统因其具有常规电力推进无法比拟的优点而成为目前国内外造船界的研究热点。本文对船舶吊舱推进电机的类型及特点进行分析,归纳和总结了国内外在船舶吊舱推进电机的结构、类型、负载特性以及电机控制等方面的研究及应用现状,并对推进电机的控制策略进行分析。在此基础上,对未来船舶吊舱推进电机控制策略的发展做了展望,并对基于无模型自适应控制的船舶吊舱推进电机控制系统进行研究。     

基于神经网络的船舶航向自适应PID控制

详细分析基于单神经元的自适应PID控制算法,并推导了为改进其应用上的不足,将自适应PSD控制器中递推计算增益K的方法应用到单神经元的自适应 PID控制,构成具有自动调整增益K值的单神经元自适应PID控制器的学习算法.将控制算法应用到船舶航向控制系统,仿真结果显示了该方法的有效性.     

水下航行器的电力推进变频器二次调频自适应PID控制

为解决传统水下航行器电力推进变频器二次调频控制方法,存在电力推进变频器输出效率较低的不足,提出了水下航行器的电力推进变频器二次调频自适应PID控制,基于电力推进变频器二次调频参数阈值的确定;依托PID控制参数的计算,以及PID控制程序的执行,实现了水下航行器的电力推进变频器二次调频自适应PID控制,试验数据表明,提出的二次调频自适应PID控制方法较传统控制方法,输出效率提高47.41%,适合水下航行器电力推进变频器的二次调频控制。     

船舶吊舱推进电机控制策略发展综述

随着船舶节能减排要求的提高,吊舱推进系统因其具有常规电力推进无法比拟的优点而成为目前国内外造船界的研究热点.本文对船舶吊舱推进电机的类型及特点进行分析,归纳和总结了国内外在船舶吊舱推进电机的结构、类型、负载特性以及电机控制等方面的研究及应用现状,并对推进电机的控制策略进行分析.在此基础上,对未来船舶吊舱推进电机控制策略的发展做了展望,并对基于无模型自适应控制的船舶吊舱推进电机控制系统进行研究.     

船舶电力推进系统无刷直流电机控制技术

由于无刷直流电机具有高效率、长寿命、低噪声、平稳转速和高输出转矩等优点,已经成为船舶电力推进系统中不可或缺的一部分。本文针对BLDCM的速度环和电流环响应效果,研究相应的硬件和软件系统,采取传统的PID算法和现代模糊控制算法,构建基于DSP的船舶直流无刷电机控制装置。实验结果表明,采用模糊PID算法进行电机控制能够实现更小的输出转矩脉动和更高的转速,同时使得该系统在船舶电力推进系统中变得更加稳定可靠,能够满足实际应用中的需求。     

单神经元PID控制在交流电机软起动中的应用

由于软起动中电机和调压装置参数的变化,经典PID难以实现软起动过程的最优控制。本文将单神经元自适应PID控制算法应用在电机软起动控制中。经过试验表明,该算法控制效果优良。     

基于DSP的小型船舶直流无刷电机控制系统的设计

随着永磁材料和控制技术的不断进步,直流无刷电机的功率越来越大,其优势包括效率比较高、使用时间长、噪声非常小、转速平稳、输出转矩大等,它在小型船舶的电力推进系统中扮演着越来越重要的角色。目前,直流无刷电机在船舶上的工作效果不理想,阻碍其在高性能电力推进船舶中大量的普及推广。直流无刷电机简称BLDCM,其关键问题是电机的控制策略、转矩稳定控制以及无位置传感器。本文根据BLDCM的速度环和电流环的响应特点,利用传统的PID算法和现代模糊控制算法,设计了相应的硬件系统和软件系统,然后建立了基于DSP的小型船舶直流无刷电机控制装置。实验结果显示,采用模糊PID算法对电机进行控制的效果更好,可以实现脉动更小的输出转矩和更大的转速,同时此系统能够在小型船舶的电力推进系统中稳定、持续地工作,能够满足实际应用的要求。     

基于液压阻尼减振器的轴系纵振控制研究

在船舶主推进轴系中安装液压阻尼减振器可减小轴系的纵向振动。首先对安装被动式液压阻尼减振器的船舶主推进轴系进行数学模型简化,推导推力轴承基座处的力传递率公式与加速度插入损失公式,并分析液压阻尼减振器的结构参数对减振效果的影响。轴系台架试验表明,插入损失计算结果与测试结果吻合较好。然后,采用单神经元自适应PID控制器,将原有的被动式液压阻尼减振器变为主动式液压阻尼减振器,分析在周期载荷和随机载荷激励下力传递率随时间的变化。计算结果表明,合理选择液压阻尼减振器的参数能有效地实现纵向减振,且单神经元自适应PID主动控制单元能进一步抑制力传递率的峰值。     

船舶主机冷却水系统的建模与节能型控制研究

在对船舶主机高温淡水冷却水系统的各主要器件建立各自的数学模型的基础上,对其整个系统建立了数学模型.然后以主机高温淡水冷却水系统作为研究对象,提出了在此系统中采用神经元自适应控制方式替代传统的PID(比例积分微分)控制方式进行水温调节,以达到改善控制并节约能源的目的.最后以仿真结果说明了神经元自适应控制方式具有良好的适应性与抗干扰性,它比PID控制方式更适用于主机冷却水温度调节系统.     

六相同步电机控制系统在船舶电力推进中的应用

近年来,电力推进船舶由于其环保性、灵活性等优点,获得了船舶制造业的广泛重视,电力推进船舶的数量不断增加。在电力推进舰船中,电机及其控制系统是其核心组成,常用的电机包括三相异步电机、三相同步电机等,本文主要研究一种六相同步电机,建立六相同步电机的数学模型,并对电机的控制系统进行开发。本文研究有助于提高电力推进船舶的电机控制水平,使船舶整体性能得到提升。     

大功率负载适配的船舶缓冲供电方法研究

为了提高大功率负载适配船舶电机输出控制的稳定性,需要进行船舶缓冲供电优化控制设计,提出一种基于模糊PID控制的大功率负载适配的船舶电机缓冲供电方法,建立船舶缓冲供电的驱动控制参量模型,采用功率激励和瞬时电流振荡性抑制方法进行船舶电机的大功率负载适配处理,结合模糊PID控制方法进行船舶电机缓冲供电的参量镇定性控制,实现船舶缓冲供电控制优化。仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶电机的缓冲供电的功率负载适配性能较好,控制品质较好,船舶电机稳定性得到提升。     

自适应粒子群算法在船舶推进电机动态参数辨识中的应用

为了适应船舶越来越大的运载量和复杂的航行环境,船舶动力推进系统的优化和完善具有重要的意义。随着自动化控制技术和传动技术的发展,基于矢量控制的船舶步进电机推进系统引起了船舶工业的广泛关注,并在船舶电机控制领域逐渐应用起来。本文针对船舶的交流电步进电机,结合自适应粒子群算法,对推进电机的动态参数辨识和矢量控制做系统研究。     

基于人工神经网络的舰船稳定性分析

船舶在海上经常受到风浪流雾等不可估测因素的影响,控制船舶的稳定性非常重要。本文通过分析单个人工神经元PID控制和多个神经元PID控制方式设计基于人工神经网络PID控制算法,并将此算法应用于船舶稳定性控制。仿真实验说明,人工神经网络应用于船舶稳定性控制的有效性和准确性。     

交流变频调速技术在船舶电力推进系统中的应用

本文介绍了电力推进系统的特点及其组成。探讨了船舶推进电机的发展趋势。目前用于电力推进的电机主要有直流电动机、同步电动机、鼠笼感应式电动机,根据各自的特点简要地介绍了它们的应用。船舶电力推进系统的核心是主推进电动机的调速控制系统,根据被控对象的不同,现代交流调速系统可分为异步电动机调速系统和同步电动机调速系统。综述了现代交流调速技术的几种典型控制方式在船舶电力推进中的应用。针对电机转矩的控制,比较了目前广泛应用的矢量控制与直接转矩控制的原理及应用。     

基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究

现有船舶动力推进装置普遍采用调距桨作为动力推进发生装置,在动力发生过程中需要对应的动力电机控制参数控制,才能使调距桨产生最大的推进力。但是,现有的推进控制系统在对动力电机控制上无法匹配对应参数。导致推进控制力降低,电机供电转数失常,影响船舶的动力输送。因此提出基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究。通过创建基于单片机的动力控制硬件,对传统控制硬件进行更新;再通过引入自适应推进算法,实现动力电机参数的自动调整控制效果。最后,通过对比实验证明提出设计系统的可行性。     

AFE变频器在船舶电力推进电机控制中应用的研究

电子技术快速发展,非线性电子元器件在船舶电力推进电机中得到大量使用,对电网造成了严重的谐波污染。在船舶电网系统中,随着变频器容量不断扩大,变频器逐渐成为最大谐波源之一。为了解决船舶电力推进电机的谐波问题,将AFE变频器应用于电机控制。本文对推进系统中谐波产生的原因进行分析,并对AFE变频器结构和控制方式进行研究。     

船舶电力永磁同步推进电机空间电压矢量DTC

为能更好地控制船舶推进电机的动态和静态性能,在传统直接转矩控制的基础上提出基于空间矢量调制的直接转矩控制算法。通过空间矢量控制、磁链控制和转矩控制,介绍空间矢量调制直接转矩控制算法的基本原理;结合船舶永磁同步推进电机的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立船舶电力推进系统的仿真模型;结合试验电机参数,对船舶的额定负载起动性能、转速转矩突变及低速性能进行仿真分析。仿真结果表明,基于空间矢量调制的直接转矩控制技术在船舶电力推进系统中具有良好的调速、调矩和低速性能,能很好地满足船舶电力推进系统的需求。通过搭建基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制硬件试验平台,进一步验证基于空间电压矢量的直接转矩控制策略的正确性和可行性。     

基于神经网络的自适应PID船舶运动控制器研究

船舶在海上的运动不仅受到动力系统的推进作用,还受到来自海浪、洋流等干扰作用力的影响,为了提高船舶航行的安全性与稳定性,必须要采取恰当的船舶运动控制机制。传统船舶采用PID自适应控制器进行船舶的运动控制,该控制方式结构简单,但控制精度相对较低,本文系统研究了神经网络控制算法,并基于神经网络对船舶PID控制器进行改进,主要目的是改善船舶运动控制的效率与准确度。     

船舶永磁同步电机模型预测转矩控制

针对电力推进船舶的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)控制问题,基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Fiter, EKF)技术,提出一种改良的无速度传感器模型预测转矩控制(Model Predictive Torqne Control, MPTC)策略。采用EKF方法观测电机转速,以改善船舶推进电机的估计精度并提高控制系统的鲁棒性;采用改良的模型预测控制策略,可实现最优电压矢量输出,减小转矩、磁链波纹和控制器计算量,同时能够提高推进电机的控制性能。仿真结果表明:EKF具有很强的抗干扰性且可精确地估算出电机角度,MPTC与直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC)相比,具有更低的转矩脉动和电磁脉动,可提高船舶电力推进的控制性能。