基于永磁同步電機(jī)的船舶電力推進(jìn)及其控制策略?xún)?yōu)化研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、交流變頻技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)以及新能源和新材料等高新技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)在能源效率、機(jī)動(dòng)可靠性和推進(jìn)性能等方面的突破性進(jìn)展，使得船舶電力推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并決定著未來(lái)船舶的發(fā)展方向。
　　永磁同步電機(jī)無(wú)疑是公認(rèn)的船舶電力推進(jìn)裝置中推進(jìn)電機(jī)的理想選擇，它的低速大轉(zhuǎn)矩高效率優(yōu)點(diǎn)可以保證船舶電力推進(jìn)在復(fù)雜的工況環(huán)境里擁有良好的推進(jìn)性能。但是由于船舶本身的工作條件比較惡劣，存在振蕩現(xiàn)象和非線性、強(qiáng)耦合

2、，大慣性滯后的動(dòng)態(tài)特性，并且容易受到風(fēng)、浪、流等外部干擾的影響，所以如何保證并提高船舶在行進(jìn)中的推進(jìn)效能便成為一個(gè)重要的研究課題。因此，本文開(kāi)展基于永磁同步電機(jī)的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)控制策略?xún)?yōu)化研究，針對(duì)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性和負(fù)載特性，著重研究永磁同步電機(jī)矢量控制下的控制策略和算法優(yōu)化，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的推進(jìn)性能和安全性能。主要工作內(nèi)容如下:
　　1.收集國(guó)內(nèi)外船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的研究資料，分析船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性，對(duì)永磁推進(jìn)

3、電機(jī)、矢量控制技術(shù)及螺旋槳負(fù)載特性逐個(gè)進(jìn)行解析。研究各個(gè)模塊的數(shù)學(xué)模型，并在Matlab/Simulink中建立永磁同步電機(jī)和船槳的仿真模型，驗(yàn)證其正確性。
　　2.分析矢量控制雙閉環(huán)下的永磁同步電機(jī)仿真模型，針對(duì)其穩(wěn)態(tài)性能上的不足進(jìn)行控制策略?xún)?yōu)化，在原有基礎(chǔ)上增設(shè)一條轉(zhuǎn)矩環(huán)控制，形成對(duì)轉(zhuǎn)矩輸出的直接調(diào)節(jié)，以有效減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，達(dá)到減振效果。
　　3.針對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)PI控制魯棒性差和無(wú)在線自調(diào)整的缺點(diǎn)，在速度外環(huán)設(shè)計(jì)一種變論域范