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(jià)格的上升，節(jié)能問題已成為船舶關(guān)注的重點(diǎn)，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(jī)可靠性的缺點(diǎn)，這些問題都給船舶行業(yè)帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。而采用可逆軸帶發(fā)電系統(tǒng)并配合對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)控制器，對(duì)船舶電力系統(tǒng)中各個(gè)能量單元進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)管理以及根據(jù)轉(zhuǎn)矩需求對(duì)船舶航行工況進(jìn)行自動(dòng)切換，并保證在此過程中船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能、高效、可靠地航行。因此研究設(shè)計(jì)這類軸帶發(fā)電系

2、統(tǒng)和船舶綜合協(xié)調(diào)控制器對(duì)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(jī)模型、動(dòng)態(tài)負(fù)載模型、大功率推進(jìn)負(fù)載模型以及柴油發(fā)電機(jī)組模型等?；贛ATLAB仿真平臺(tái)建立各部分的仿真模型并對(duì)已建立的仿真模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明各部分模型的正確性和合理性。
　　從研究動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制問題的組成入手，結(jié)合動(dòng)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(dòng)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(gè)方面的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)針對(duì)船舶電力系統(tǒng)的動(dòng)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(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制功能。
　　基于MATLAB仿真平臺(tái)搭建船舶電力系統(tǒng)綜合仿真模型，首先對(duì)電站在定工況下進(jìn)行仿真試驗(yàn)研究，分析試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了綜合仿真模型的正確性。然后結(jié)合上述動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制器對(duì)電站進(jìn)行全工況仿真試驗(yàn)研究，分析試驗(yàn)結(jié)果并采用與船檢指標(biāo)對(duì)比的方法研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)，