具備PTO-PTI功能的船舶電站建模與控制研究.pdf

1、隨著全球原油的日趨緊張和原油價格的上升，節(jié)能問題已成為船舶關(guān)注的重點，而采用軸帶發(fā)電系統(tǒng)是節(jié)能的有效途徑，然而軸帶發(fā)電系統(tǒng)仍然有著應(yīng)用范圍有限，影響主機可靠性的缺點，這些問題都給船舶行業(yè)帶來了全新的挑戰(zhàn)。而采用可逆軸帶發(fā)電系統(tǒng)并配合對應(yīng)的協(xié)調(diào)控制器，對船舶電力系統(tǒng)中各個能量單元進行綜合協(xié)調(diào)管理以及根據(jù)轉(zhuǎn)矩需求對船舶航行工況進行自動切換，并保證在此過程中船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，可以實現(xiàn)船舶節(jié)能、高效、可靠地航行。因此研究設(shè)計這類軸帶發(fā)電系

2、統(tǒng)和船舶綜合協(xié)調(diào)控制器對于解決以上問題具有特別重要的研究意義。
　　本文采用微分方程組的形式建立描述船舶電力系統(tǒng)各部分特性的非線性數(shù)學(xué)模型，其組成主要包括：可逆軸帶發(fā)電機模型、動態(tài)負(fù)載模型、大功率推進負(fù)載模型以及柴油發(fā)電機組模型等?；贛ATLAB仿真平臺建立各部分的仿真模型并對已建立的仿真模型進行試驗驗證，試驗結(jié)果表明各部分模型的正確性和合理性。
　　從研究動態(tài)協(xié)調(diào)控制問題的組成入手，結(jié)合動態(tài)協(xié)調(diào)控制理論和其在其它領(lǐng)域的研

3、究成果，將動態(tài)協(xié)調(diào)控制思想應(yīng)用于船舶電力系統(tǒng)中，在綜合考慮能量管理和轉(zhuǎn)矩管理兩個方面的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)針對船舶電力系統(tǒng)的動態(tài)協(xié)調(diào)控制器，其具有能量管理與電站工作方式切換的動態(tài)協(xié)調(diào)控制功能。
　　基于MATLAB仿真平臺搭建船舶電力系統(tǒng)綜合仿真模型，首先對電站在定工況下進行仿真試驗研究，分析試驗結(jié)果驗證了綜合仿真模型的正確性。然后結(jié)合上述動態(tài)協(xié)調(diào)控制器對電站進行全工況仿真試驗研究，分析試驗結(jié)果并采用與船檢指標(biāo)對比的方法研究試驗數(shù)據(jù)，