基于DSP的船舶电机控制系统仿真研究

随着半导体技术的不断发展,集成电路产业以及电力电子器件也随之快速发展。同时,大功率交流调速技术的进步使得船舶电力推进日趋完善,船舶电机控制系统与之相辅相成。灵活化、机动化和高效化的船舶电机控制系统已成为现今行业发展的主要目标。同时,计算机技术及现代控制理论日趋完善,数字控制装置对于船舶电机控制系统来说非常重要。基于DSP的无刷直流伺服电机控制系统已得到广泛关注及应用。     

小型船舶电力推进控制系统的研发

船舶的动态特性具有强耦合、非线性、大时滞和大惯性等特点,并且风、流和浪等外部随机干扰也随着不同海况发生很大的变化,推进控制很难用精确的数学模型进行描述.根据船舶螺旋桨的推进特性,在阐述小型船舶电力推进系统的组成及运行特点的基础上,分析了推进电机控制的要求.采用矢量型变频器,设计了以菲尼克斯PLC为核心的控制系统,分析了系统的硬件配置和软件编程.实验结果表明,设计的控制系统能够满足控制功能要求,改善控制性能,提高系统控制可靠性.     

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。     

船舶除锈机器人驱动控制系统优化设计

传统系统缺少硬件驱动电路和软件系统调速功能设计,导致系统驱动控制效率较低,为了解决该问题,优化设计了船舶除锈机器人驱动控制系统。根据系统硬件总体结构,设计下位机伺服控制器,采用AT89C51型号单片机,对电机运转进行控制,依据控制器接线情况获取相应脉冲信号。由接口相向传送该信号,通过电机驱动电路控制原理,从光电隔离电路中获取最终脉冲信号,引进电机驱动器之中进行控制,由此完成系统硬件设计。使用C语言维护软件功能,通过RS-485串口接收到来自上位机系统指令,设计系统调速功能,通过脉宽控制除锈机器人左右2个伺服驱动器在相应状态下运转,由此完成软件部分的优化设计。通过实验对比结果可知,该系统最高控制效率可达到95%,为大型船舶除锈高效工作提供支持。     

电力推进式船舶电机功率控制方法

为了提高推进式船舶电机功率控制的稳定性,设计新型船舶电机功率控制方法。将船舶交流电机模型进行坐标变换,生成αβ两相坐标,将功率参数代入到坐标系内,计算电机瞬时功率P*和Q*,利用功率参数和坐标系变换矢量,求取船舶电机功率电压给定值并传输到船舶控制逆变器内,进行功率通断,生成控制信号,实现船舶电机功率的稳定控制。实验研究表明,与传统方式相比,使用设计的新型电机控制方法后,船舶电机瞬时功率稳定性提高17%,固定时间内电机功率稳定性提高20%,具有鲜明优势性。     

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。     

船舶伺服排缆Lebus滚筒多电机控制的研究

针对船舶伺服排缆Lebus滚筒多电机协同控制易受负载扰动和电机参数摄动影响的问题,本文提出了基于并行控制、相邻耦合控制、耦合误差同步控制的多电机动态协同控制系统,解决驱动电机动态偏差导致的准确性不足的问题;针对系统较强的非线性及不确定性,采用基于最小相关轴处理方法设计系统消除跟踪误差和同步误差控制器,将每一轴电机的跟踪误差和相邻轴电机的同步误差相结合,减少控制器数量。设计了船舶伺服排缆Lebus滚筒3轴协同控制系统,仿真结果表明,该方法具有较强的鲁棒性、动态快速性和同步精度。     

PMSM无速度传感器技术在船舶推进控制系统中的应用

船舶推进控制系统具有监测船舶电机运行状态、转子信息等作用,对船舶动力推进系统有重要的意义。传统的船舶推进控制系统采用机械式传感器采集电机信息,存在误差大、时效性低和不稳定等问题,本文基于新型PMSM无速度传感器技术,设计一种先进的船舶推进电机矢量控制系统。仿真实验表明,基于无速度传感器的电机矢量控制精度高、性能稳定,具有重要的理论和实际意义。     

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。     

船舶电力信号同步的自适应控制

电力系统的正常运转对于在海上航行的船舶十分重要,对电力信号进行在线实时控制,对于船舶的正常航行具有十分重要的意义。针对传统的常规控制系统控制精度低,控制实时性差等不足,设计出了船舶电力信号同步自适应控制系统,首先构建出了船舶电力信号同步自适应控制系统,然后对其控制特点与控制方法进行了分析,最后对船舶电力信号控制进行有效性测试,实验结果表明,本文提出的电力信号同步自适应控制系统的控制精度与实时性能均高于常规控制系统,表明本文所提出的自适应控制系统具有更高的稳定性与收敛性,比常规电力控制系统具有更高的实用价值。