船舶電力推進自動控制系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、本文以吊艙式電力推進系統(tǒng)為研究對象，對電力推進系統(tǒng)進行了深入分析和研究，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于PLC技術(shù)的電力推進控制系統(tǒng)。論文主要完成的工作有電力推進控制系統(tǒng)設(shè)計和程序編寫、異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的數(shù)學建模和MATLAB仿真。
　　系統(tǒng)設(shè)計采用西門子PLC作為主控單元，推進電機和旋轉(zhuǎn)電機選用異步電機。采用兩套PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)冗余，當主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能自動切換到備用系統(tǒng)，使系統(tǒng)可靠性大大提高。PLC通過變頻器來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)

2、速，并通過絕對值編碼器和速度傳感器來反饋旋轉(zhuǎn)電機的位置和推進電機的速度，從而對船舶航線方向和速度進行控制。主備用PLC站點之間以及分布式I/O模塊與主備用站點之間通過PROFIBUS總線進行連接，分布式I/O模塊通過模擬量輸出接口和數(shù)字量輸出接口分別對變頻器的轉(zhuǎn)速和啟停轉(zhuǎn)向進行控制，絕對值編碼器和PLC之間通過串行通信(SSI)接口進行連接。程序的編寫采用step7編程軟件的梯形圖(LAD)語言，實現(xiàn)了吊艙的基本控制功能，主要包括:推進

3、電機的速度給定、反饋檢測與調(diào)節(jié)，旋轉(zhuǎn)電機位置的檢測和位置調(diào)節(jié)。
　　論文最后對異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進行了數(shù)學建摸和MATLAB仿真。在對異步電機數(shù)學模型進行了分析的基礎(chǔ)上，通過坐標變換，建立了在兩相靜止坐標下異步電機數(shù)學模型，并對變頻器原理進行了探討。異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制是通過對定子磁鏈大小和方向的控制來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)矩，從而達到控制轉(zhuǎn)速的目的。定子磁鏈的觀測采用u-i模型。最后通過MATLAB數(shù)學仿真軟件中Simulink工作