基于永磁同步電機的船舶電力推進及其控制策略優(yōu)化研究.pdf

1、隨著電力電子技術、交流變頻技術、現(xiàn)代控制技術以及新能源和新材料等高新技術的飛速發(fā)展，船舶電力推進系統(tǒng)在能源效率、機動可靠性和推進性能等方面的突破性進展，使得船舶電力推進技術的應用領域不斷擴大，并決定著未來船舶的發(fā)展方向。
　　永磁同步電機無疑是公認的船舶電力推進裝置中推進電機的理想選擇，它的低速大轉矩高效率優(yōu)點可以保證船舶電力推進在復雜的工況環(huán)境里擁有良好的推進性能。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、強耦合

2、，大慣性滯后的動態(tài)特性，并且容易受到風、浪、流等外部干擾的影響，所以如何保證并提高船舶在行進中的推進效能便成為一個重要的研究課題。因此，本文開展基于永磁同步電機的船舶電力推進系統(tǒng)控制策略優(yōu)化研究，針對船舶電力推進系統(tǒng)的動靜態(tài)特性和負載特性，著重研究永磁同步電機矢量控制下的控制策略和算法優(yōu)化，進一步提高系統(tǒng)的推進性能和安全性能。主要工作內容如下:
　　1.收集國內外船舶電力推進系統(tǒng)的研究資料，分析船舶電力推進系統(tǒng)結構特性，對永磁推進

3、電機、矢量控制技術及螺旋槳負載特性逐個進行解析。研究各個模塊的數(shù)學模型，并在Matlab/Simulink中建立永磁同步電機和船槳的仿真模型，驗證其正確性。
　　2.分析矢量控制雙閉環(huán)下的永磁同步電機仿真模型，針對其穩(wěn)態(tài)性能上的不足進行控制策略優(yōu)化，在原有基礎上增設一條轉矩環(huán)控制，形成對轉矩輸出的直接調節(jié)，以有效減小轉矩波動，達到減振效果。
　　3.針對推進系統(tǒng)PI控制魯棒性差和無在線自調整的缺點，在速度外環(huán)設計一種變論域范