六相同步电机控制系统在船舶电力推进中的应用

船舶电力推进在船舶海上行进过程中具有高效性、灵活性等优点。本文通过研究六相同步电机控制系统来分析其推进性能。首先建立相坐标系和旋转坐标系下的六相同步电机控制数学模型,然后在船桨一体化负载下进行系统仿真,通过仿真曲线来说明本文控制的有效性。     

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。     

船舶起重机过载检测系统

为使船舶起重机安全可靠的工作,对起重机检测控制系统提出了更高的要求。阐述了船舶起重机过载检测系统的组成、工作原理以及系统硬件选型,根据额定总起重量表利用MATLAB实现了控制系统数学模型的建立,最后采用西门子PLC对建立的数学模型进行控制程序的设计。     

船舶电力推进负载模拟系统控制策略的研究

现代船舶的推进方式以电力推进为主,电力推进也因为其动力强劲和性能稳定等特点成为未来船舶推进的发展方向。但在实际应用过程中,还存在着诸多问题,如电力负载不稳定、电机控制系统故障率高和抗干扰能力差等。本文首先研究船舶电力推进系统的组成原理,然后针对螺旋桨负载系统建立相应的模糊PI控制数学模型,并通过Matlab软件对螺旋桨的负载类型、电机力矩和阻尼控制等进行仿真,基于仿真结果提出模拟系统的优化控制措施。     

船舶柴油机-调距桨控制系统的设计及仿真研究

推进系统是船舶的动力来源,决定了船舶的动力特性,随着海洋运输行业的迅猛发展,对船舶推进技术的要求也变得越来越高。为了提升船舶的动力特性,适应复杂的航行环境和货物负载,柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置被成功研发出来,并获得了较大的装机量。柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置可以根据船舶的负载、速度、载荷等工况调节螺旋桨的螺距角,改善推进作用力、推进效率和机动性,具有重要的市场应用价值。本文介绍了柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置的结构与数学模型,设计了柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置的控制系统,并采用AMESim软件对该控制系统进行仿真试验。     

船舶可调桨网络控制系统研究

可调螺距螺旋桨(简称可调桨CPP)控制系统是船舶推进系统的重要子系统。随着船舶推进系统在响应速度和操纵性能等方面提出的更高要求,CPP控制系统已从传统的控制系统发展到分布式的网络控制系统,而网络控制的引入必然产生不确定的网络时延。因此,本文采用支持向量机 广义预测控制 队列机制的混合控制方法设计了网络控制器。仿真结果表明,该控制算法能有效地补偿网络时延对CPP控制系统的影响,使之具有较好的稳定性和鲁棒性。     

基于模糊控制原理的船舶自动舵设计

在现代船舶控制系统中,自动舵的运用给船舶的运输安全提供了重要的保证,但是由于自动舵系统具有非常复杂的时变和不确定性特征,传统的自动控制技术已经很难满足其要求,因此必须采用智能化的控制算法来实现自动舵系统的高效运行。本文通过建立精确的自动舵控制数学模型,结合模糊控制原理和滤波算法,实现了自动舵性能的提高。文中简要概述模糊控制的原理,给出了若干的仿真控制曲线,文末给出了自动舵的稳定性控制仿真曲线。     

船舶电力推进的自控式同步电动机驱动控制

本文从同步电机矢量控制原理出发,在MATLAB/Simulink环境下建立了自控式同步电机驱动控制系统,用于船舶电力推进的系统建模与仿真,通过对船舶螺旋桨转速控制的数字仿真,表明设计的控制系统具有转速响应快、稳定性好和指令跟踪能力强等特点,能满足电力推进船舶主动力的要求。     

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。     

电液自动舵受控对象数学建模及参数辨识

电液伺服舵机和船舶本身为船舶自动操纵控制系统中的被控对象。本文讨论电液伺服舵机的数学模型和船舶运态数学模型,并提出对这种数学模型参数进行辨识的工程实用方法,为采用伪微分反馈控制技术研制船舶自动操纵系统提供数学模型。     

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.     

电液自动舵受控对象数学建模及参数辨识

电液伺服舵机和船舶本身为船舶自动操纵控制系统中的被控对象.本文讨论电液伺服舵机的数学模型和船舶动态数学模型,并提出对这种数学模型参数进行辨识的工程实用方法,为采用伪微分反馈控制技术研制船舶自动操纵系统提供数学模型.     

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。     

船舶航速智能控制系统仿真

利用MATLAB建立了船舶推进系统的数学模型,采用传统的PID算法,并利用遗传算法整定PID参数,对某船航速控制系统进行了仿真分析.为反映真实情况,文章分别仿真了船舶在无干扰、5%、10%及20%干扰情况下航速及螺旋桨转速等参数的变化,仿真结果显示遗传算法整定PID参数用在船舶航速控制系统上是可行的.     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标。为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难。利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0–2π有规律往返。最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制。     

大型船舶自动舵系统精准智能航向控制研究

为保持船舶在指定轨迹上航行,目前使用最为广泛的技术是船舶航向自动舵控制系统。基于航行安全和节约成本的考虑,船舶航行对自动舵的精确度提出了越来越高的要求。目前,通常采用船舶操纵运动模型研究船舶自动舵控制系统。通过分析船舶运动及其受到干扰力作用的情况,建立船舶控制系统数学模型。本文结合PID控制、模糊控制和粒子群算法,分析研究船舶航向自动舵控制系统。     

基于高频方波注入的船舶电机无传感器控制研究

随着大功率交流调速技术的不断进步,船舶电力推进如今成为船舶行业的主要发展目标.为研究运行可靠稳定、灵活、高性能的船舶电机无位置传感器控制,系统采用高频注入法估算电机转子位置信号,根据基于高频注入永磁同步电机数学模型的研究,该系统中高频采用的是高频方波注入,减少滤波器的使用从而缓解了转子位置延迟现象,同时采用锁相环对电机转子的相位和频率跟踪来计算电机转子的估计转速,克服了估算转速脉动大的困难.利用Matlab对电机控制系统仿真,验证电机控制系统的电机转速平滑稳定,转子位置波形在0-2π有规律往返.最终实现高精度、灵活的无传感器船舶电机控制.     

基于广义预测控制的船舶可调桨网络控制系统研究

可调螺距螺旋桨(CPP)控制系统是船舶推进系统的重要子系统.随着船舶推进系统在响应速度、操纵性能等方面的要求不断提高,CPP控制系统已从传统的控制系统发展到分布式的网络控制系统,而网络控制的引入必然产生不确定的网络时延.因此,采用支持向量机,广义预测控制和队列机制的混合控制方法设计了网络控制器,有效地补偿网络时延对CPP控制系统产生的不利影响.     

直流组网电力推进系统选择性保护设计与验证

随着国际海事组织和各国政府对船舶排放的要求越来越高，使用综合电力推进系统的船舶越来越受到市场的青睐，对于采用电力推进系统的船舶，需要对其进行进行选择性保护。它使用电流和电压信号进行监测，并以可调节的方式来检测系统故障。文章结合某新造船实例，简述选择性保护原则，从选择性保护方案开始，分析了不同短路类型的保护机理与选择性实现原理，对关键保护元件的选择，对与保护计算相关的设备分别进行了建模，并建立系统短路故障分析模型对各类型短路进行了仿真分析与保护策略验证。