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。     

基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制

舰船电机的传感器控制是保障舰船电机稳定供电输出的关键技术,电机控制容易受到电磁耦合小扰动干扰,导致控制精度不高,提出基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制方法,采用滑模观测器进行舰船电机输出的电流、电压、功率等参量的原始采集,对采集的电机控制原始信息进行自镇定性处理,设计舰船电机的输出等效电路模型,构造电机无位置传感控制器的电流电压转换电路,采用滑模反演积分控制方法进行控制误差补偿,提高电机输出参量的调制精度,实现舰船电机的无位置传感器控制。测试结果表明,采用该方法进行舰船电机无位置传感器控制的输出性能较好,电机输出电压稳定,功率因素得到较大幅度提高,改善了舰船电机工况稳定性。     

基于滑模控制的船舶电力推进DTC系统

针对传统直接转矩控制船舶电力推进系统在电机低速运行时转矩、磁链脉动大与动态性能差的问题,引入空间矢量调制技术来解决这些问题。并且在此基础上,还针对因电机运行时参数变化包括定子电阻、转子电阻等参数变化而导致控制效果变差的问题,引入滑模控制技术来解决,通过设计滑模定子磁链观测器来提高定子磁链估算级精度,减小参数变化对估算结果的影响,从而在整体上提高了控制系统的稳定性。经过Matlab仿真验证,证明这种控制策略定子磁链的观测精度较高,可以有效地减小低速时的转矩脉动,同时还对系统内部参数变化和外部干扰都具有较强的鲁棒性。     

基于滑模控制的船舶电力推进调速系统仿真

在船舶电力推进中,推进电机是把电能转化为机械能的核心元件。随着科学技术的日益发展,大功率永磁同步电机已经在电力推进系统中广泛运用。由于舰船系统外部扰动大,会对推进部分交流调速系统带来很大影响。滑模变结构控制受外部扰动因素小,响应快速,因此本文把滑膜变结构控制应用于交流调速系统中,采用id=0的矢量控制策略,建立了船舶推进交流调速系统仿真模型。仿真结构表明,采用滑膜变结构控制进行交流调速,能加快永磁同步电机的推进时间,同时外部扰动对调速影响减小,能够满足船用大功率电机在动态转矩响应方面的要求。     

负载转矩观测器在船舶推进系统中的应用

近年来,交流电机逐渐被应用于船舶推进系统中,由于受到海洋环境复杂性的影响,电机负载容易产生突变,如何提高船舶推进系统抗扰动能力成为人们研究的重点。本文研究船舶推进系统和滑模控制理论,在此基础上,利用负载转矩观测器的实时监测数据对船舶推进系统进行动态控制,降低负载扰动影响,提高系统的稳定性和安全性。     

PMSM全阶滑模无传感器伺服控制研究

为研究运行可靠稳定、高性能的无传感器永磁同步电机控制系统,采用全阶滑模观测器观测电机转子位置信号,并以S函数为切换函数的全阶滑模观测器观测原理取代了原始的以开关函数为切换函数的二阶滑模观测器,减少了开关函数在切换时造成的转子位置延迟现象;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,并将估算的转子位置信号作为三闭环的外环反馈信号,构成伺服控制系统,缓解了二阶滑模观测器的转速不平稳,克服了估算转速脉动大的困难.利用MATLAB对电机伺服系统仿真,验证了伺服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,最终实现了高精度的电机转子位置和速度估计.     

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。     

变频器在船舶电力推进系统中的应用

针对以往应用常规控制器的船舶电力推进系统中,由于推进电动机所需要的频率过高导致的系统抗干扰性能差的问题,提出变频器在船舶电力推进系统中的应用。以遵循安全、合理和经济的原则的前提,选择合适的变频器,设计变频器的额定输出容量、加减速时间、额定电流等参数,在船舶电力推进系统实际工作过程中,判断电机的工作状态,根据状态输出控制指令,变频器在接收到控制指令后输出合适的控制参数,用以支持电力推进系统工作。实验结果表明:变频器在船舶电力推进系统中的应用,降低了控制信号的延时,提高了系统整体的抗干扰能力。     

SEDS在船舶电力推进系统设计中的应用

电站是船舶电力推进系统中最重要的环节之一,借助SEDS平台,分析了不同电站配置方案对船舶电力系统的影响,为数字仿真应用于船舶电力系统设计提供了思路.     

基于无位置传感器和模糊神经网络的船舶电力推进永磁电机控制研究

本文设计了无位置传感器和基于模糊神经网络的PI控制器，对船舶电力推进永磁电机进行控制。基于磁通观测原理的无位置传感器能够精确确定磁场的动态行为，并且对于负载变化具有很好的鲁棒性，采用模糊神经网络在线调整PI参数对内置式永磁电机进行控制，以便在不同扰动下，获得最佳的驱动性能。用直流发电机模拟螺旋桨特性，作为推进电机的负载，以便对无位置传感器和PI控制器进行研究，并在数字信号处理器（DSP）上得到实现。该设计有助于对船舶电力推进控制规律的研究和应用及推进控制系统的全数化实现，并具有理论指导意义和实际应用价值。     

永磁同步电机无传感器控制在电力推进中的应用综述

在高性能的船舶电力推进系统中,通常依靠机械式传感器为推进电机提供准确的转子位置和速度等信息.但受舱室内恶劣环境的影响,传感器的精度可能会下降甚至将信号完全丢失,此时可将无位置/速度传感器控制算法得到的转子相关信息作为备用,从而提高整个控制系统的可靠性.本文以基于矢量控制的永磁同步电机为研究对象,对各种主流的无传感器控制...     

基于滑模观测器的船用永磁推进电机位置辨识研究

针对传统滑模观测器永磁同步电机转子位置辨识存在特征频次交流扰动的问题,分析了开关管死区效应、导通压降和电流采样调理精度等非理想逆变对辨识反电动势和转子位置的影响,提出了一种基于内嵌陷波器的同步旋转坐标系锁相环技术,抑制了辨识反电动势中特征频次扰动信号对转子位置辨识值的影响,并给出了新型锁相环参数选择确定的原则和依据。仿真结果表明该算法可以有效削弱逆变非理想特性对转子位置辨识结果的影响,验证了本文理论分析的正确性和所提策略的有效性。     

无源滤波装置在船舶电力推进系统的应用

变频驱动对电网产生了严重的谐波污染,消除谐波影响已成为电力推进船舶研制的关键.在建立小型电力推进系统谐波分析的数学模型基础上,对无源滤波装置的拓扑结构进行改进,并采用改进遗传算法对该无源滤波器参数优化.根据优化参数设计所提出拓扑结构的无源滤波装置,应用MATLAB7.0软件对电力推进系统进行仿真,仿真结果证明该拓扑结构和参数优化方法的正确性,达到谐波抑制的良好效果.     

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.     

有源前端变频器在船舶电力推进中的应用

介绍了国外最新的应用在船舶电力推进上的有源前端（AFE）变频器的原理及特性。相对于目前流行的多脉冲变频方案,AFE变频方案具有诸多优点,它可以从根本上解决电力推进系统的谐波干扰和电压降等问题,因此在船舶电力推进应用中前景看好。     

神经网络在船舶电力推进系统故障诊断中的应用

船舶电力推进系统目前成为船舶推进系统的主流选择,电力推进系统对于保障船舶的安全稳定运行具有重要意义。因此,对采用电力推进系统的船舶进行电力推进系统故障诊断,成为船舶日常维护的一项重要工作。本文对船舶电力推进系统故障诊断系统进行研究,在Simulink环境下搭建故障诊断模型,并将BP神经网络应用于诊断系统,对电力推进系统的故障学习和诊断能力进行仿真。结果表明,该故障诊断系统可以提高网络的学习速度和诊断效果,具有很好的故障诊断能力,可以满足船舶电力推进系统的性能要求。     

模糊滑模控制在船舶航向非线性系统中的应用

针对一类不确定的非线性系统,把模糊自适应和滑模控制相结合,设计了一种积分滑模控制器。该方法采用模糊逻辑逼近非线性函数,并且为了消除常规滑模控制器被跟踪信号及其导数已知的限制,在滑模控制中引入了积分项;基于Lyapunov方法导出在线调节的切换增益自适应律,有效的克服了系统固有的抖振问题。理论分析证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零的某邻域内。用该控制器对船舶航向进行跟踪控制的仿真研究结果表明:该控制器具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性能。     

电力推进船舶电网谐波控制

电力推进船舶电网中,电力电子设备得到了广泛的应用。同时,船舶电网的谐波问题也愈发突出。本文介绍了谐波控制国家标准和各国船级社对船舶电网THDu(电压总谐波畸变率)的要求,分析了船舶电网中的主要谐波来源,重点介绍两种常用谐波抑制技术并比较其优缺点,为电力推进船舶电网谐波控制提出了建议。     

新能源与电力电子在船舶电力推进中的发展和应用

在新能源与电力电子技术飞速发展的今天，绿色交通工具已成国内外研究的热点，船舶电力推进系统将是其中重要的应用领域之一。本文主要论述功率变换装置在新能源供电系统中的核心作用、电力电子变换技术与现代电源技术的融合，探讨集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题，并试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面讨论船舶电力推进系统的应用。     

xPC在大型船舶电力推进试验系统中的应用

本文主要介绍了xPC系统平台在船舶电力推进系统试验平台应用。xPC有着很好的可靠性和实时性,有丰富的Matlab各种库文件的支持,同时结合稳定的现场总线通信方式,为大型船舶电力推进系统系统提供多种负载,保证整个系统的动态性能满足各种试验的要求。从2010年应用至今,充分证明xPC试验系统的可靠性和可扩展性。