船舶电力推进仿真系统的设计与实现

船舶电力推进仿真系统的设计与实现 大连海事大学 毕 业 论 文 二??八 年 六 月 轮机工程学院 , 专业班级: 姓 指导教师: 1 绪 论 ............................................................................................................... .......................... , 1.1 船舶电力推进技术的发展历 史 ................................................................................. , 1.2船舶电力推进技术研究领域的国内外现 状 ................................................................ , 1.2.1 国外的应用与研 究 .......................................................................................... , 1.2.2 国内的应用与研 究 .......................................................................................... , 1.3课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的目的和意 义........................................................................................................ , 1.4 课题主要研究内 容................................................................................................... , 2 ——————————————————————————————————————————————— 船舶电力系统各部件建 模 ..................................................................................................... , 2.1 三相异步电动机的数学模 型 ....................................................................................... , 2.1.1 A、B、C系统的电压、磁链和转矩方 程 ................................................... , 2(1(2 坐标变换与变换矩 阵 .............................................................................. ,, 2(1(3 异步电动机在两相坐标系上的模 型 ...................................................... ,, 2.2 螺旋桨特性数学建 模............................................................................................... ,, 2.2.1 螺旋桨的负载模 型 ........................................................................................ ,, 螺旋桨的扭矩特 性.................................................................................................. ,, 3 异步电机直接转矩控制系 统 ...................................................................................... ,, 3.1 直接转矩控制系统介 绍 .................................................................................. ,, 3.2 直接转矩控制的基本概 念 ....................................................................................... ,, ——————————————————————————————————————————————— 3.2.1.逆变器的开关状 态 ......................................................................................... ,, 3.2.2逆变器的空间电压矢 量 ............................................................................... ,, 3.2.3.电压空间矢量与磁链的关 系 ...................................................................... ,, 3.2.4(电压空间矢量与电磁转矩的关 系 ............................................................ ,, 3.3 直接转矩控制系统的组成及工作原 理 ................................................................... ,, 4 船舶电力推进系统的Matlab/Simulink设计与实现 ......................................................... ,, 4.1Matlab/Simulink软件介 绍 ........................................................................................ ,, 电力推进船舶系统仿真模型及组 成 .............................................................................. ,, 4.3仿真结果及讨 论 ....................................................................................................... ,, 5 结 论 ............................................................................................................... ...................... ,, 致 谢 ............................................................................................................... ——————————————————————————————————————————————— ...................... ,, 参考文 献 ............................................................................................................... .................. ,, , 摘要 电力推进具有诸多的优越性，因此已成为现代船舶推进方式的发展方向。但由于目前船舶电力推进系统的研究在国内仍处于初步阶段，在实际应用中还有许多问题，因此针对船舶电力推进系统进行建模与仿真研究具有重要的现实意义。本课题对船舶电力推进系统进行了系统的研究。 本课题首先对船舶电力推进技术的发展和国内外研究与应用现状做了介绍;以异步电动机作为研究对象，采用当今比较先进的直接转矩控制技术，完成了异步电机及其控制系统的数学建模，并应用Matlab软件Simulink仿真技术对电力推进及其控制系统进行了软件设计与仿真，给出了部分仿真结果，仿真试验验证了本课题的建模方法是可行的，数学模型能较好地反映实际系统的稳态和动态特性。 本 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 的主要工作可以分为三部分:首先根据异步电动机，螺旋桨的工作原理归纳出其数学模型，其次研究了直接转矩控制系统的基本组成及工作原理。最后在Matlab软件中根据异步电机，螺旋桨数学模型和直接转矩控制规律构建了船舶电力推进系统的各部分的仿真模型，并得出仿真曲线。 虽然某些模型在构建上采用了简化处理，但所得仿真分析的结果——————————————————————————————————————————————— 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明整个电力推进系统的数学模型具有一定的精度，验证了直接转矩 控制系统具有优良的控制效果。能够较好的模仿实际系统的工作状态。 关键词:船舶电力推进，异步电机;数学建模;直接转矩控制; Matlab/Simulink仿真 , Abstract The electric propulsion has become the development direction of the marine propulsion by its superiorities，but at present the research of surface vessel electric propulsion system in domestic is still at the start stage，and there are many problems in the practice application progress， therefore，develop the model and the simulation of the marine electric propulsion system is a significant work。This subject has made a research about the marine electric propulsion in computer. At first，I make a introduce about the development of marine electric propulsion technology and the actuality researched by civil and abroad researchers. This subject regards the electric propulsion system which a applying the direct torque control asynchronous motor as the research object. On the basis of summing up ,summarizing systemic mathematical modal ,the paper employ the software MATLAB to carry on simulation analysis to the system。The concludes show that the mathematical modal is correct and well reflect the real system’s characterics. ——————————————————————————————————————————————— The ground work can be divided three aspects . Firstly，the paper has summed up and summarized the mathematical modal of asynchronous motor and propeller according to their work principle， then the paper studies the basic composes and principle of direct torque control system. At last，according to the mathematical modal of asynchronous ,propeller and direct torque control rules，build the simulation modal of marine electrical propulsion system with MATLAB software and get the conclusion. Although some sub-system simulation model is deal with simply when they are set up，but the result of simulation and analyses indicate the whole marine electrical propulsion simulation model ha good precision and validate the excellent control effect of direct torque control system。It can well simulate the actual system working conduction in some ways. Key words: marine electrical propulsion asynchronous motor mathematical modal DTC Matlab/Simulink simulation , 1 绪论 1.1 船舶电力推进技术的发展历史 船舶电力推进系统的应用始于上世纪20年代，至今已有近100 年的历史。但长期以来，由于电力推进局限于齿轮传动，在功率提高 上受到限制。另外，我们知道电力推进可以采用直流电动机，也可以 ——————————————————————————————————————————————— 采用交流电动机。采用直流电动机时，船舶的机动性能良好，但在维护保养方面，难度增加。直流电动机的体积和重量也十分可观。采用交流电动机时，由于交流电动机变速困难，使船舶机动性能变差，但维护保养简单，电动机的体积和重量较直流电动机也小得多。由于这种种原因，电力推进一直局限于一些工程船舶上使用。自20世纪80年代以来，随着电力电子技术的迅速发展，交流电机的变频调速技术日渐成熟，此时的船舶电力推进是基于晶闸管的整流和逆变原理实现的。机动性、可靠性和运行效率等方面都有了突破性的发展。使得船舶电力推进技术的应用领域不断扩大。特别是最近几年随着吊舱式电力推进装置(Podded Propulsion Unit)的开发及应用，使船舶采用电力推进的市场份额迅速增长，它已成功应用在豪华游轮、穿梭油轮，成品游轮，破冰船、化学品船、半潜船等船舶上。电力推进已成为二十一世纪船舶推进的发展方向之一。 1.2船舶电力推进技术研究领域的国内外现状 1.2.1 国外的应用与研究 电力推进从停滞期到目前的蓬勃发展得益于现代科技的飞速发展，特别是一些发达国家已经取得了很大的成就。美国海军在1994年就提出了舰船综合全电力系统(IPS)的设计思想。他们将船舶的电力系统和推进系统有机地组合为一个整体，全船能源系统由发电系统，推进系统，日常配电，区域配电和系统监控等多个子系统组成;它采用模块化结构和区域配电方式，各类功能模块承担着本子系统的控制、运算、网络通讯等功能;各个模块通过现场总线与中心计算机——————————————————————————————————————————————— 联网，实现能源的综合利用和统一管理。这一技术的诞生可以说是船舶技术的一场革命。同时也是民用船舶能源-动力系统发展的方向。 目前世界上以吊舱式电力推进器系统为主要发展方向，1990年，ABB芬兰分公司1.5 , MW的Azipod吊舱推进器运用于“SEILI”号航道工程船开创了吊舱式电力推进的先河。此后，瑞典Kamewa公司和法国Alstom公司合作开发了Mermaid吊舱推进器，德国Schottel和Siemens公司研制成功Siemens-Schottel Propulsor (SSP)吊舱推进器，荷兰Wartsila (LIPS) 公司和德国SAM电子公司发展了Dolphin吊舱推进器。据统计，新建的客轮、渡轮与破冰船等约有30%左右采用电力推进。2003年，日本Kawasaki重工集团推出了Podpeller吊舱推进器，法国DGN和美国EBC也都在加紧发展自己的吊舱推进器产品。 1.2.2 国内的应用与研究 我国的电力推进技术还处于起步阶段，电力推进技术的应用并不广泛，使用的新产品和船型不多。 2002年12月17号，广船国际为中远广州公司建造的半潜船“泰安l”号正式交付使用。该船采用6600V中压电力系统和两套SSP-5吊舱式电力推进系统代替传统的大型主柴油机、巨型舵叶，轻巧的螺旋桨可360度回转，使船舶能够在极小的回旋半径和范围内灵活操纵。这是中国自己建造并投入营运的第一艘具有极高商业价值和广阔市场前景的海洋I-程大型特种船舶。目前，‘白的姊妹船“康盛口”号也已经投入运行。上海爱德华船厂‘已把额定功率为5.1 M W的SSP推进器系统安装在由瑞典船东定购的‘帕——————————————————————————————————————————————— 劳斯佩拉”号化学品运输船。由上海船舶研究设计院设计，江南重工建造的科学考察船将于2005年在南海运行，采用Compact Azipod推进系统，这是中国设计的 第1条采用Azipod电力推进的船舶。2006年10月，天津新港造船厂建造的我国首艘采用全电力推进系统的火车滚装船“中铁渤海轮渡一号”顺利交工，该船总吨位达到25000吨，这是我国自行设计、建造吨位最大的全电力推进船舶。它的推进系统采用了两台4088KW的AZIPOD吊舱推进器，发电系统由四套MAK9M25 中速柴油机驱动的4台3000KW/6.6KV发电机组供电，推进变频器采用ABB公司的5200KVA大功率交流变频装置。该船的建造，开创了我国在大吨位高性能船舶上成功运用全电力推进系统的先河，极具战略意义。 1.3课题的目的和意义 由于电力推进船舶具有如此优越的性能，在未来十五至二十后，全电力推进系统在民用远洋船舶的使用率有望从目前的10%跃升至50%左右。传统的大功率低速柴油主机的市场份额将会大幅减少;全电力推进系统，吊舱是推进器、采用高温超导技术的推进电动机和发电机等，将会成为未来船舶动力系统的发展方向。但是目前我国在大功率船舶电力推进系统的产业化上还很薄弱。因此我们有必要对电力推进做一些探讨与研究。来推进我过船舶电力推进技术的发展。为我国成为世界造船强国做出应有的贡献。 , 1.4 课题主要研究内容 本课题是以直接转矩控制的异步电动机作为船舶推进电机为研——————————————————————————————————————————————— 究对象，归纳总结了异步电机的数学模型，同时对直接转矩控制系统的组成及工作原理做了研究与总结，再结合螺旋桨的数学模型，利用Matlab/simulink软件，搭建系统各部份仿真模型，进行仿真，并最终得到船舶电力推进系统直接转矩控制的性能曲线。 2 船舶电力系统各部件建模 2.1 三相异步电动机的数学模型 2.1.1 A、B、C系统的电压、磁链和转矩方程 (1)电压方程 三相定子绕组的电压平衡方程为: ud?A A?iARs?dt u?id?B BBRs?dt u?id?C CCRs?dt 与此相应，三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程为: , 2.1) ( ua?iaRr? d?a dtd?b ub?ibRr? (2.2) dtd?c ——————————————————————————————————————————————— uc?icRr? dt 式中 uA, uB, uC, ua, ub, uc —定子和转子相电压的瞬时值; iA, iB, iC, ia, ib, ic —定子和转子相电流的瞬时值; ?A, ?B, ?C, ?a, ?b, ?c —各相绕组的全磁链; Rs, Rr—定子和转子绕组电阻。 上述各量都已折算到定子侧，为了简单起见，表示折算的上角标“ ’”均省略，以下同此。 将电压方程写成矩阵形式，并以微分算子 p 代替微分符号 d /dt ?uA??Rs?u??0?B???uC??0 ???? ?ua??0?ub??0?????0?uc??? 或写成 0Rs0 000 00Rs000 000Rr00 0000Rr0 0??iA??i?0???B?0??iC?????0??ia?0??ib????Rr????ic????A? ????B???C? p?? (2.3) ??a???b??????c?? u?Ri?pΨ (2.4) ——————————————————————————————————————————————— (2)磁链方程 每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和，因此，六个绕组的磁链可表达为: ??A??LAA????L?B??BA??C??LCA??????a??LaA??b??LbA??????c???? LcA LAB LBBLCBLaBLbBLcB LACLBCLCCLaCLbCLcC LAaLBaLCaLaaLbaLca LAbLBbLCbLabLbbLcb LAc??iA? ?i?LBc???B?LCc??iC? ??? ( 2.5) Lac??ia?Lbc??ib????LcC????ic?? 或:??LI (2.6) 式中，L 是6×6电感矩阵，其中对角线元素 LAA， LBB， LCC，Laa，Lbb，Lcc , 是各有关绕组的自感，其余各项则是绕组间的互感。实际上，与电机绕组交链的磁通主要只有两类:一类是穿过气隙的相间互感磁通，另一类是只与一相绕组交链而不穿过气隙的漏磁通，前者是主要的。 定子漏感 Lls ——定子各相漏磁通所对应的电感，由于绕组的对称性，各相漏感值均相等; ——————————————————————————————————————————————— 转子漏感 Llr ——转子各相漏磁通所对应的电感。 定子互感 Lms——与定子一相绕组交链的最大互感磁通; 转子互感 Lmr——与转子一相绕组交链的最大互感磁通。 由于折算后定、转子绕组匝数相等，且各绕组间互感磁通都通过 气隙，磁阻相同，故可认为 Lms = Lmr 对于每一相绕组来说，它所交链的磁通是互感磁通与漏感磁通之 和，因此，定子各相自感为: LAA?LBB?LCC?Lm? (2.7) slL 转子各相自感为: Laa?Lbb?Lc?? (2.8)cLmslL 三相绕组轴线彼此在空间的相位差是?120?，在假定气隙磁通 为正弦分布的条件下，互 感值应为 ?0?Lms Lmscos12 于是有 1co?s(?12?)L m s (2.9) 2 LAB?LBC?LCA?LBA?LCB?LAC?? Lab?Lbc?Lca?Lba?Lcb?Lac??1Lms (2.10) 21Lms (2.11) 2 定、转子绕组间的互感，由于相互间位置的变化，可分别表示为: LAa?LaA?LBb?LbB?LCc?LcC?Lmscos? ——————————————————————————————————————————————— (2.12) LAc?LcA?LBa?LaB?LCb?LbC?Lmscos(??120?) (2-13) LAb?LbA?LBc?LcB?LCa?LaC?Lmscos(??120?) (2.14) 将式(2.7)~式(2.14)都代入式(2.5)，即得完整的磁链方程，显然这个矩阵方程是比较复杂的，为了方便起见，可以将它写成分块矩阵的形式: ,, ??s??Lss ????Lsr??is??? (2.15) ???r??LrsLrr??ir? 式中: Ψs???A?B?C?T Ψr???a?b?Tc? is??iAiBiC?T iT r??iaibic? ??L?1?1?ms?Lls ?2Lms2Lms??L1 ss????LmsLms?Lls?1? ?22Lms? ?????1 2Lms?1 2LmsLms?Lls??? ??Lms?Llr?1 ——————————————————————————————————————————————— ?2L1? ms?2Lms?? Lrr????1LL?L1 mslr? ?2ms2Lms???1????2Lms?1 2LmsLms?Llr??? ??cos?cos(??120?)cos(??120?)? Lrs?LT sr?L??)cos?cos(??120?)? mscos(??120? ??cos(??120?)cos(??120?)cos??? (3)转矩方程 根据机电能量转换原理,可得电机转矩方程为: Te?npLms[(iAia?iBib?iCic)sin??(iAib?iBic?iCia)sin(??120?) ?(iAic?iBia?iCib)sin(??120?)] ,, 2.16) ( 2(1(2 坐标变换与变换矩阵 (1) 3s/2s变换 图2-1 三相静止A-B-C和两相静止坐标αβ坐标系 直流电机的模型简单且易于控制，如果可以将交流电机的物理模型等效的变为类似直流电机的模型，然后在模仿直流电机的模型去控制，就可以大大简化对电机的控制。坐标变换就是按照这种思路进行的。变换前后不同模型的等效原则是:在不同坐标系下产生的磁动势——————————————————————————————————————————————— 相同，转换前后系统的功率不变，也即能量守恒。 在直流电机的物理模型中将电枢绕组所在的轴称做直轴或轴(direct axis),定制绕组所在的轴称作q轴(quadrature axis)。交流电机通过三相对称的绕组A-B-C产生旋转磁动势F，它在空间成正弦分布，且以同步转速ω顺A-B-C相序旋转。要产生旋转磁势两相、四相等任意多项绕组，通过多相平衡电流都可以产生。其中以两相最为简单。两相绕组的静止坐标轴αβ如图1所示，它们空间相差90?。 在坐标变换中，我们将电流作为参考变量，在图1坐标系下，在磁动势等效和功率不变原则下，三相绕组磁动势在两相坐标下的投影为: 11N2ia?N3iA?N3iBcos60??N3iCcos60??N3(iA?iB?iC)22 N2ib?N3iBsin60??N3iCsin60? 为方便求反变换。设有一零轴磁动势:N2i0?KN3(iA?iB?iC) 写成矩阵形式有: ,, ??1??ia? ?i??N3?0?b?? ? 121???2 ?iA??iA????i? (2.17) i?CB3/2?B?????i?? N2220??KK ——————————————————————————————————————————————— K?C?????i???iC??? ????1? 1? 1?22?其中 :C?N?3?3/2 N2 ?0? ?KK K???? ??满足功率不变时有: C?13/2?CT3/2 ?100C?13/2CT3/2 ?32(N? 3N)2?010??E 2???00K2 ??? 得: N3N?2K2?1 K? 22 所以三相坐标变换到两相及两相坐标到三相变换阵为: ??1? 12? ——————————————————————————————————————————————— 1?? 2??1C3/2 ? 0C2/3 ?1? 2???? 2 2 2???1???2 (2) 2s/2r变换 ,, 0 2?? (2.18) 图2-2 两相静止αβ坐标系和两相旋转坐标图 在电机运行中，磁动势势同步旋转的，在图中旋转坐标系以ω速度旋转，设某以时刻其与静止坐标系的角度为φ，同理可以得到，在两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为: C2r/2s C2s/2r (3) 3s/2r变换 ?cos??sin???????sin?cos????? (2.19) ?cos?sin????????sin?cos???? 根据三相静止到两相静止和两相静止到两相同步坐标的变换可——————————————————————————————————————————————— 以得到三项静止ABC到任一两相旋转坐标系dq的变换,设d轴与a轴的角度为θ则有: C3s/2r??cos?cos(??120?)cos(??120?)????sin??sin(??120?)?sin(??120?)? ??????? (2.20) C2r/2s?cos??sin???cos(??120?)?sin(??120?)?cos(??120?)?sin(??120?)?? (2.21) 上述坐标变换阵同时也是电机的磁链，电压，电感的坐标变换阵。 ,, 2(1(3 异步电动机在两相坐标系上的模型 (1) 磁链方程 利用式(2.20)，(2.21)可得到d,q坐标下磁链方程式(具体变换方法参看文献4) ??sd??Ls?????sq???0 ??rd??Lm??????rq???0 (2.22)式中 0Ls0LmLm0Lr00??isd??i?Lm???sq?0??ird? (2.22) ???Lr???irq?? 3Lr?Lms?Llr?Lm?Llr 2 —— dq坐标系定子与转子同轴等效绕组间的互感; Lm?3Lms 2 —— dq坐标系定子等效两相绕组的自感; ——————————————————————————————————————————————— Ls?3Lms?Lls?Lm?Lls 2 ——dq坐标系转子等效两相绕组的自感。 (2) 电压方程 同样可得到d,q坐标下电压方程式: usd?Rsisd?p?sd??dqs?sq? usq?Rsisq?p?sq??dqs?sd???urd?Rrird?p?rd??dqr?rq? (2.23) urq?Rrirq?p?rq??dqr?rd?? 上式中: ωdqs为dq0旋转坐标系相对定子的角速度。ωdqr为dq0旋转坐标系相对转子的角速度 将磁链方程(2.22)代入式(2.23)得到dq0坐标系上电压—电流方程。 ,, ?usd??Rs?Lsp?u???L?sq???dqss?urd??Lmp?????urq?????dqrLm ??dqsLsRs?Lsp??dqrLmLmp Lmp ?dqsLm Rr?Lrp ?dqrLr ??dqsLm??isd? ?i?Lmp???sq? ??dqrLr??ird? ??? ——————————————————————————————————————————————— Rr?Lrp????irq?? (2.24) (3) 转矩方程 利用反变换阵C ?13s/2r 和C ?1 3r/2r 可把ABC坐标系上的定、转子电流变换到dq0 坐标系，再代入式(2.16)的电机转矩方程中，经过简化，最后可得很简单的dq0坐标系上的转矩方程: Te?npLm(isqird?isdirq) (2.25) 由于实际中的异步电动机的电压和电流各量都是在静止坐标系中测量的，故在静止坐标系中来分析感应电动机的数学模型是十分有利的。令?dqs=0，?dqr=-?，α，β分别代替d,q代入式(2.22)则得到异步电动机在静止两相α，β坐标系中的电压方程: ?us???Rs?Lsp?u?? s?????0 ?ur??0??Lmp???u?0???r?????Lm 由于定子磁链 0Rs?Lsp ?LmLmp Lmp0Rr?Lrp??Lr ——————————————————————————————————————————————— ??is???i? Lmp???s?? (2.26) ?Lr??ir?? ??? Rr?Lrp???ir???0 ?s?Lsis?Lmir,故将其表示成α，β轴各分量形式: s? (?s??j? )?Ls(i?s?jis??)Lm(?i?rj ?ir) 写成矩阵形式则为: ?is???1 ????is????0??s???Ls??????s????0 10Ls 00Lm0 ,, 0??is? ?i0???s?0??ir? ??Lm???ir? ? ?? ? (2.27) ??? 由式(2.26)和式(2.27)可得以定子电流和定子磁链为状态变量的状态方程: ——————————————————————————————————————————————— Ls?R??sr??pis????Ls?pi?? ?s???? ?p?s??????? ??p?s??????Rs ?0???Lsr??Ls0Rs??Rs1?TrLS???LS00???0??1???LS??is???1?u?i???LS ?s????s????LS??u? 1??????0??s????s?????TrLS??10??s?????0?1???0??0? (2.28) 再结合式(2.24)可得电磁转矩方程为: Te?3np(is??s??is??s?) (2.29) 2 运动方程为: Te?TL?Jd(?) (2.30) npdt 在式(2.26)—(2.30)中:us?,us?,is?,is?,?s?,?s?分别为定子电压、电流、磁链在α，β轴上的分量;ur?,ur?,ir?,ir?,?r?,?r?分别为转子电压、电流、磁链在α，β轴上的分量;RS,LS,Rr,Lr分别为定、转子绕组的电阻和电感;Lm,σ为定、转子绕组之间的互感及漏感系数，??1?Lm2/LsLr;J，np分别为电机的转动惯量及极对数;?,Tr为转子角速度和时间常数，Tr?Lr/Rr;P为微分算子;Te为电磁转矩;TL为螺旋桨负载转矩。 2.2 螺旋桨特性数学建模 2.2.1 螺旋桨的负载模型 ——————————————————————————————————————————————— 船舶航行中，螺旋桨的推力是主控力，用来克服水的阻力，维持船舶的操纵运动。螺旋桨被安装在船后工作时将与船体之间产生相互干涉，所以船桨系统中包括推进装置的旋转部分和船的直线运动两个惯性体系即转动和平动系统。 ,, 螺旋桨在水中回转时产生的推力P，当其方向与船舶前进方向相同时，就推动船舶前进;反之即为负推力，使船舶后退。螺旋桨在水中回转时受到阻力矩Mp的作用方向与螺旋桨的回转方向相反。因此，为使螺旋桨能以给定的转速n旋转，必须由推进电机共给螺旋桨以克服阻力矩的有效力矩，才能发出所需的推力P。 螺旋桨的推力可表示为: p?kp?n2Dp4 (2.31) 螺旋桨的扭矩可表示为: Mp?Km?n2Dp5 (2.32) 3式中:?是海水密度，单位是Kg/m; n是螺旋桨转速，单位为r/s; Dp是螺旋桨直径，单位是m; Kp,Km分别是螺旋桨的推力和扭矩系数，它们均是进速比J的函数。 螺旋桨的进速比是描述船舶运动状态的一个重要参数，代表螺旋桨回转一周的轴向进程hp与浆径Dp的比值，以J表示。若螺旋桨以单位时间回转n周的话，则Vp?hpn，故 ——————————————————————————————————————————————— J?hpVp? (2.33) DpnDp 由上式可知，对浆径Dp已定的螺旋桨，进速比J将随螺旋桨的进速Vp和它的转速n而变换。对于几何参数一定的螺旋桨，推力系数kp，扭矩系数Km都是进速比J的函数，在敞水条件下kp，Km与J的关系被称为螺旋桨的敞水特性。 考虑到螺旋桨工作时，船对浆及浆对船都会有影响，任何一个因素都会影响到船浆的工作，因此引入两个系数。根据船对浆的影响，引入了伴流系数 影响，引入了推力减额系数T。 ?;根据浆对船的 Vp 伴流系数: ??1?Vs 推力减额系数: T? (2.34) ?P (2.35) P ,, 其中:Vs是船舶航速，螺旋桨设计完成，船的航态一定时，船舶航速与螺旋桨转速成比例对应关系: ?P是为了克服浆的吸水作用产生的阻力而增加的推力。 船舶稳定航行时，J在一个较小范围内变动，大约在0.6至0.8之间波动。 船桨系统平动部分可建立动力学方程: ?mdVs?p(1?T)?Rfdt (2.36) Rf??Vs2 ——————————————————————————————————————————————— (2.37) 其中:?为附连水系数;m是船体质量(Kg)，Rf是船体所受的阻力，?是总阻力系数。 由式(2.31)—式(2.37)可建立螺旋桨运动方程。 螺旋桨的扭矩特性 螺旋桨的负载特性包括螺旋桨转矩、功率与转速之间的关系曲线，即M=(fn)、P=(fn)的曲线。根据船舶航行的特点，螺旋桨的典型特性曲线有以下三种情况: a.自由航行特性Mp=(fn)，Py=(fn); b.系缆特性或抛锚特性Mp=(fn)，Py=(fn); c.反转特性Mp=(fn)，Py=(fn)。 本文的主要目的是考察电力推进系统的性能，所以假定螺旋桨是处在自由航行状态。船舶在静水中无外力约束自由航行达稳态时所得出的螺旋桨扭矩与转速的关系曲线称为自由航行特性。在此特性曲线上进速比J、Km为常值，扭矩特性近似一条二次曲线，其表达式可以写成: 式中: Mp?Kmn2 (2.38) Mp一船舶稳定航行时螺旋桨扭矩; Km一扭矩系数。 这样，对应于进速比J的不同取值，将得到一组具有平方关系的特性曲线，如图2-3所示: ,, 图2-3 J为常数时螺旋桨扭矩特性曲线 在任意一条特性曲线上，螺旋桨的每一个转速对应一个确定的船——————————————————————————————————————————————— 舶航速。整 个一条特性对应很多不同航速。由图还可见，在相同转速下，反转时的螺旋桨 扭矩比正转的时候小。实际上，桨装船后，要考虑船的阻力特性。桨的工作点 要满足船的阻力和桨的推力达到平衡的要求，船在稳定航行时，船速与桨的转 速成正比。螺旋桨必工作在某一J为常值的特性曲线上。 3 异步电机直接转矩控制系统 3.1 直接转矩控制系统介绍 本课题选择直接转矩控制作为异步电动机的控制方法。直接转矩控制技术(DTC)是近年来继矢量控制技术之后发展起来的一种新型的具有高性能的交流变频调速技术。自从70年代矢量控制技术发展以来，交流传动技术就从理论上解决了交流调速系统在静、动态性能上能与直流传动相媲美的问题。矢量控制技术模仿直流电机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法，实现了对交流电动机的转速和磁链控制的完全解耦。它的提出具有划时代的意义。然而，在实际上由于转子磁链难于准确观测，同时系统特性受到电动机参数的影响较大，以及在模拟直流电动机控制过程中所用的矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果难于达到理论分析的结果。这是矢量控制技术的不足。985年由德国鲁尔大学的Depenbrock教授首次提出了直接转矩控制的理论，接着1987年把它推广到弱磁调速范围。不同于矢量控制技术，直接转矩控制有着自己的特点。它在很大程度上解决了矢量控制中计算复杂、特性易受电动机参数变化的影响、实际性能难于达到理论分析结果的一些重大问题。 ——————————————————————————————————————————————— 直接转矩控制技术一诞生，就以自己新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能受到了普遍关注，得到了广泛发展。在短短不到10年的时间里，单由德国工程师协会出版社出版的新技术丛 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 里，有关直接转矩控制的博士论文就有几十本。目前该技术已成功地应用在电力机车牵引及提升机的大功率交流传动上。德国、日本、美国都竞相发展此项新技术，目前己取得较大发展。 直接转矩控制相对于其它控制具有以下特点: ,, a.直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型、控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化;不需要模仿直流电动机的控制;也不需要为解藕而简化交流电动机的数学模型;它省掉了矢量旋转变化等复杂的变换与计算。因此，它所需要的信号处理工作特别简单。所用的控制信号使观察者对于交流电动机的物理过程能够做出直接和明确的判断。 b.直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，只要知道定子电阻就可以把它观测出来。而矢量控制磁场所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此，直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。 c.直接转矩控制采用空间矢量的概念来分析三相交流电动机的数学模型并控制电机各物理量，使问题变得特别简单明了。 d.直接转矩控制强调的是转矩的直接控制和效果，它包含有两层意思:直接控制转矩和转矩的直接控制。直接控制转矩与著名的矢量——————————————————————————————————————————————— 控制的方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量，直接控制转矩。因此它并非极力获得理想的正弦波波形，也不专门强调磁链的圆形轨迹。相反，从控制转矩的角度出发，它强调的是转矩的直接控制效果，因而它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链轨迹的概念。而对转矩的直接控制是指利用直接转矩控制技术对转矩实行直接控制。其控制方式是，通过转矩两点式调节器或三值调节器把转矩检测值与转矩给定值作带滞环的比较，把转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小，由频率调节器来控制。因此它的控制效果不取决于电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况。它的控制即直接又简化。对转矩的这种直接控制方式也称之为“直接自控制”。 3.2 直接转矩控制的基本概念 3.2.1.逆变器的开关状态 一台电压源型逆变器如图3-1所示。由三组、六个开关器件组成。 图3-1电压源型逆变器原理图 由于同一相上下桥臂的两个开关器件一个导通，则另一个关闭，所以三组开关器件 ,, 有八种可能的开关组合。分别用Sa,Sb,Sc来表示三相上桥臂的开关状态，以a相为例，当a相上桥臂导通时，Sa=1，当下桥臂导通时，记作Sa=0.这样可能的开关状态如表3-1: 表3-1 逆变器八种开关状态组合 以上八种开关状态分为两类，一类称为工作状态，即表2-1中的——————————————————————————————————————————————— 状态1到6，另一种开关状态是零开关状态。逆变器的八种开关状态，对外部负载来说，逆变器输出七种不同的电压状态。开关状态1-6称为工作电压状态，0，7称为零电压状态。 3.2.2逆变器的空间电压矢量 在幅值不变的原则下，三相电压的Park矢量表达式为: us? 2 (uA??uB??2uC) (3.1) 3 式中:? ?e 2j?3 为矢量旋转因子。 由图2-3可以看出 uA ??? uBuC uAO?uN?O ? uBO?uN?O (3.2) ?O uCO?uN? ——————————————————————————————————————————————— 代入式(2-29)中，则电压矢量为: us? 由? 22 (uAO??uBO??2uCO)?(1????2)uNO (3.3) 33 2j?3 ?e ，知道1????=0，因此 2 ,, 2us?(uAO??uBO??2uCO) (3.4) 3 用开关状态表示为: us?2Ud(SA??SB??2SC) (3.5) 3 以定子绕组轴线为空间坐标轴，在空间建立静止三相坐标系A,B,C同时建立正交二相坐标系α，β，使α轴与A轴重合，按式(3.5)就可以在α，β轴画出8个电压空间矢量，如图3-2所示。它们的模为2Ud，u0(000)和u7(111)为零电压矢量，3 u1(100)?u6(101) 为非零电压矢量。因此我们可以用电压空间矢量来描述逆变器的工作状态。 图3-2 电压空间矢量图 ——————————————————————————————————————————————— 3.2.3.电压空间矢量与磁链的关系 我们知道定子磁链与定子电压关系为: ?s(t)??[us(t)?is(t)Rs]dt (3.6) 忽略定子压降得: ?s(t)??us(t)dt (3.7) ???上式表示定子磁链空间矢量与电压空间矢量之间为积分关系。如图3-3， S1,S2,S3,S4,S5,S6是正六边形的六条边。当磁链空间矢量?s(t)在图3-3所示位置时，如果逆变器加到定子上的电压空间矢量?s(t)为us(100)时，则根据式(3.7)， ,, ??? 定子磁链空间矢量的顶点，将沿着S1边，朝着电压空间矢量us(100)所作用的方向运动。当?s(t)沿着S1运动到S2的交点时，如果给出电压空间矢量us(110)，则磁链空间矢量?s(t)的顶点则会按照与us(110)相平行的方向，沿着S2运动。同样，若依次给 出??????u3(010),u4(011),u5(001),u6(101)，则?s(t)的顶点依次沿着S3,S4,S5,S6运动。形成正六边形轨迹。只要 很好的保持。 ???is(t)Rs比起us(t)足够小，那么这种六边形轨迹就能够得到 图3-3 电压矢量与磁链矢量关系 3.2.4(电压空间矢量与电磁转矩的关系 异步电动机的矢量方程式: ????Te?np(?s?is)?np??????LmLm(?s??r)?np?srsin? ——————————————————————————————————————————————— 22LsLr?LmLsLr?Lm (3.8) 式中 ?——定子磁链与转子之间的夹角，即磁通角 在实际运行中，保持定子磁链的幅值在额定值允许的偏差范围内，以便充分利用电动机;转子磁连幅值由负载决定，定子磁链幅值可根据式(3.7)以定子电压的积分来改变。这样如果要改变异步电动机的电磁转矩，可以通过改变磁通角?实现。如图3-4所示: ,, 图 3-4 空间电压矢量对对电磁转矩的影响 t1时刻定子磁链?s1和转子磁链?r1以及磁通角?1在图(3-4)中所示，若此时给???????? ??????????出本扇区主矢量u1(100)作用至t2时刻，则定子磁链空间矢量由?s1的位置旋转至?s2， ??其运动轨迹见图(3-4)，沿着S1边，与u1(100)的指向相同，这时转子磁链不直接跟随 超前它的定子磁链，因此在t1至t2时段中，定子磁链的旋转速度大于转子磁链的旋转速度，磁通角?增大，由式(3.8)可知，相应的电磁转矩增大。若在t1时刻给出零矢量至t2时刻，则定子磁链静止不动，而转子磁链仍以原速度旋转，则磁通角?减小，从而电磁转矩减小。因此，通过控制主矢量和零矢量的交替使用，使定子磁链走走停停，改变定子磁链旋转的平均速度，就可以改变电磁转矩的大小。如果改变主矢量的出现顺序，还可以改变转矩的方向，进而控制电机的转速和方向。 ——————————————————————————————————————————————— 3.3 直接转矩控制系统的组成及工作原理 图3-5是直接转矩控制系统原理框图。图中逆变器为电压源型逆变器，能够提供如前所诉的8种开关电压矢量。将定子磁链矢量实际幅值与给定值的差值输入磁链滞环比较器，同时将转矩实际值与给定值比较后的差值输入转矩滞环比较器，根据两个滞环比较器的输出，和磁链扇区的判断可以确定空间电压矢量的选择，进而控制电机。下面就介绍一下系统各部分的工作原理。 ,, 图3-5 直接转矩控制系统原理框图 (1) 定子磁链和转矩估计 由前文所推导出的异步电动机的数学模型可直接得到异步电机的定子磁链和转矩。用到具体公式如下: ?s???(us??Rsis?)dt?? ?s???(us? Te?? (3.9) ?Rsis?)dt??3np(is??s??is??s?) (3.10) 2 由式(3.9)确定异步电机的定子磁链有一个优点，就是在计算过程中唯一所需要知道的电机参数是定子电阻值Rs，而定子在电机中是固定的，其电阻值也很容易确。这种磁链观测模型所需要用到的参数最少，也最简单。在式中的定子电压Us和电流Is能够以足够的精度被检测出来。这种方法在电机转速在额定转速的30,以上时检测到的磁链所产生的误差可以忽略不计，但是在电机的低频低速(小——————————————————————————————————————————————— 于10,额定转速)运行时会因积分器的漂移和定子电阻的影响，磁链的测量会出现较大的误差和出现测量值的不稳定。所以在实际中不常使用。但在计算机仿真中可以将定子电阻设置为常值并不会随电机的 ,, 运行而改变。所以并不会对仿真有太大影响。 如果要得到精确的定子磁链，可以使用电流—速度模型，或者电压—速度模型，在此不一一介绍。 (2).磁链调节装置 为使异步电动机产生近似圆形磁链旋转轨迹，直接转矩控制系统采用磁链bang—bang控制。就是力图保持定子磁链空间矢量?s的端点轨迹在以给定磁链幅值?s为中心圆半径的圆形偏差内，即应满足不等式:s???????????s???????s ???。在磁链旋转过程中，必须根据磁链偏差的大小及磁链轨迹运动方向，事先选择合适的电压空间矢量以减小或 增大磁链。通过选择和切换合适的电压空间矢量，就可以构成?s的二维偏差带控制，这就叫两点式bang—bang控制。至于旋转速度的调节，则适当插入一些零电压矢量来加以控制。具体控制规则如下: 若s????s????s????， 则输出为1，??取1. 若s????s???s????， 则输出为0，??取0. ??s表示磁链幅值允许偏差。 ??表示调节器输出状态量。 (3)转矩调节装置 ——————————————————————————————————————————————— Lm?srsin? 由前文我们知道异步电机转矩Te?np2LsLr?Lm,当电机稳定 运行时，定子磁链与转子磁链转速差恒定，磁通角?恒定，此时转矩稳定。如果要求转矩上升，则要求定子磁链能够快速向前，而此时转子磁连由于惯性则不能迅速增长，这便使得磁通角?增大，转矩增大;如果要求转矩下调，则可以使定子磁链的转速减慢，甚至停止或反相运行以获得良好的动态响应能力，而转子磁链凭借惯性保持原速，则磁通角?减小，转矩响应减小。具体操作上，为了提高转矩相应的快速性，引入转矩三位bang—bang控制，既当转矩要求减小时，采用零矢量或?120电压矢量使转矩快速减小。以下是转矩三位bang—bang控制原则: 若 ?Te?Te????Te 输出值为1，?T取1. ,, 若Te?Te???Te 输出值为-1，?T取-1. 输出值为0，?T取0. 若??Te?Te?Te???Te ?Te表示转矩允许偏差。 ?T表示调节器输出状态量。 (4)磁链区间判断 在直接转矩控制中，为了选取合适的电压空间矢量，还必须知道当前磁链所在的具体位置，这样才能结合磁链与转矩开关信号给出当前所需要施加的电压矢量。为此，将圆形磁链划分为六个区域，其示意图如图3-6所示: 图3-6磁链位置区域划分 ——————————————————————————————————————————————— 由磁通角??arctg?s? ?s?，可以得出磁链区间判断 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 : (5) 电压开关矢量选择表 按照转矩调节器的输出?T，和磁链调节器??取不同值时的含义，结合定子磁链所处的不同扇区，选取合适的电压空间矢量us，就可以实现对电动机的直接转矩控制。 ,, 电压空间矢量us的选取实际就是对逆变器桥臂导通状态的确定。下面以图(3-6)为例加以说明如何建立逆变器开关列表。 当磁链在1区时，逆时针旋转时电压矢量u2(110)使定子磁链幅值增加的同时与磁链的旋转方向一致，产生的效果时使电磁转矩增加;而电压矢量u6(101)的作用则是使定子磁链幅值增加的同时令磁链反向顺时针旋转，电磁转矩减少，由于定子磁链调节器的容差通常被限定在很小的范围内，所以电压矢量u6(101)对电磁转矩所产生的效果总的来讲时令转矩减少;电压矢量u5(001)起作用时，定子磁链反向顺时针旋转，并令幅值减小，所以此时电磁转矩表现为迅速减少;电压矢量u3(010)的作用使定子磁链正向逆时针旋转，幅值减小，与u6(101)类似，u3(010)对电磁转矩所产生的效果总的来讲是令转矩增大;至于电压矢量u1(100)增加磁链幅值的同时，其对磁链旋转方向的作用是不确定的，按逆时针方向来看，在1扇区的前半区u1(100)使磁链正向旋转，而在后半区，则使磁链反向旋转，同样的u4(011)在令定子磁链幅值减小的同时，对于定子磁链的旋转方向也有类似于u1(100)的现象产生。所以在取电压矢量以实现对转矩的直接控制过程——————————————————————————————————————————————— 中，不选用电压矢量u1(100),u4(011)。在转矩调节器输出?T=0时，需要采用零电压矢量u0(000),u7(111)来控制定子磁链不动，至于要用到那一个零电压矢量，则要根据前一时刻逆变器输出的电压矢量，按照开关变化最少的原则选取。按照同样的方法，也可以知道不同的电压空间矢量在不同扇区所起的作用。根据以上所述可得电压空 ,, 表3-3 电压开关矢量选择表 4 船舶电力推进系统的Matlab/Simulink设计与实现 4.1Matlab/Simulink软件介绍 Matlab软件是由美国NewMexieo大学的CleveMoler博士于1980年开始开发的，1984年由CleveMofer等人创立的Mathwork公司正式推出了第一个商业版本。MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。这使它成为国际控制领域应用最广的首选软件工具。现在MATLAB软件不但广泛应用于控制领域，也应用于其它的工程和非工程领域。在控制界，很多著名专家和学者为其擅长的领域开发了工具箱，而其中很多工具箱己经成为该领域的标准。 Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。Simulink界面友好，它为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，用户建模通过简单的单击和拖动就能实现，使得建模就像用纸和笔来画画一样容易。它与传统的仿真软件包相比，具有更直观、方便、灵——————————————————————————————————————————————— 活的优点。Simulink允许用户定制和创建自己的模块。用Simulink创建的模型是分层的，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构来查看下一级中更加详细的内容。这种方法使得用户可以深入地理解模型的组织结构和各部分是如何相互作用的。由于MATLAB和Simulink是集成在一起的，因此用户可以分别对系统中各组成部分和整个系统进行仿真、分析和修改。Simulink是MATLAB的重要组成部分，支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。这样利用Matlab/Simulink软件就能很容易做出电力推进船舶的系统仿真模型。 电力推进船舶系统仿真模型及组成 基于第二章所建立的电机，螺旋桨模型及第三章所讨论的直接转矩控制规律，在Matlab/Simulink环境下建立的电力推进船舶船-机-桨仿真模型，如图4-1所示。 该模型由以下几个模块构成:船-桨模型、自定义的异步电机仿真模块、定子磁链扇区判断模块、磁链和转矩的滞环控制模块、开关选择表模块、逆变器模块、和3/2坐标变换模块等。其中开关选择表用S-FUNCTION实现。下面就具体介绍一下各模块基本构成 ,, 及功能: 图4-1 Matlab/Simulink环境下建立的电力推进船舶船-机-桨仿真模型 1. 异步电动机模块 根据第二章所推导出的异步电动机数学模型—式(2.26)，可在——————————————————————————————————————————————— Simulink中建立异步电机的模型，如图4-2所示: 图4-2 异步电动机仿真模型 2. 3/2变换模块 3/2变换模块如图4-3，它是将逆变器输出的三相电压变换到α，β坐标系，做为异步电机模型的输入。 ,, 图 4-3 3/2变换模型 3.磁链扇区选择模块 磁链扇区选择模型如图4-4，它实现的功能是计算出定子磁链幅值及判断扇区位置。 图4-4 扇区选择模型 3. 磁链，转矩调节模块 磁链、转矩调节模块如图4-5，它是将异步电机实际输出的转矩与磁链和给定转矩与磁链比较，然后给出偏差信号。 ,, 图4-5 磁链、转矩调节模型 4. 开关选择模块 开关选择模块，如图4-6，是为逆变器模块提供电压选择信号，它由磁链、转矩偏差信号和扇区选择信号做为输入，然后通过S—FUNCTION函数实现信号输出。(S—FUNCTION函数程序附在论文后) 图 4-6 开关选择模块 5.逆变器模块 ——————————————————————————————————————————————— 逆变器模型，如图4-7，它是将开关选择后的信号通过逆变器为电机输出三相电压。 图 4-7 逆变器模块 6.螺旋桨模型 螺旋桨模型如图4-8，在仿真时，作了一些简化处理。满载船舶在静水中航行时螺旋桨转矩与其转速的关系即自由航行特性可表示为: Mp?Kn 即转矩—转速特性为一近似二次方曲线。 2 ,, 图4-8 螺旋桨模型 4.3仿真结果及讨论 电机仿真参数如下: 电机额定功率PN=2.2KW,额定电压380V，定子电阻Rs=0.081?，定子电感Ls=0.0203H，转子电阻Rr=0.055?，转子电感Lr=0.0197H，定、转子互感Lm=0.0189H，电机极对数np=2, 转动惯量J=0.01*9.8N*m。 2 系统给定值如下: 给定磁通为flux=1Wb，给定直流电压为380V:给定磁链容差为0.01Wb，给定转矩容差为5N*m, 仿真算法采用定步长ode5算法 仿真时，初始转速给定为200，在0.3秒时使转速突降为100，仿真结果如下: ——————————————————————————————————————————————— 图 4-9 定子磁链轨迹 ,, 图 4-10 转速、转矩响应曲线 ,, 图4-11 电动机定子电流is?响应曲线。 从所得仿真曲线来看，当初始给定电动机转速为200时，电动机转速很快就升到给定转速，在0.3秒转速突变到100时，转矩也快速响应，从图4-10中可以看到响应时间非常短。定子电流is?基本上是正弦波，且在电动机转速下降后，其频率将为一半。转矩也随着转速的下降而降低。定子磁链在稳定运行时基本上是一个圆形。但在图4-10中我们可以看到电动机的转矩脉动比较大，可以采用模糊控制、神经网络控制等智能算法对响应的模块进行改进。另外，这只是对电力推进船舶的轴系进行建模与仿真、未涉及船舶本身的运动状态。但所得结果依然验证了盖仿真模型的正确性，同时也验证了直接转矩控制系统优良的性能。 ,, 5 结论 本论文对现代船舶电力推进及其控制系统的数学建模和仿真进行了较深入的研究，主要完成了以下几个方面的工作: (l) 在导师的帮助下，完成了烟—大轮渡ABB电力推进系统的资料收集，以及相关船舶 电力推进技术以及相关的产品技术资料的收集，并对该系统的基——————————————————————————————————————————————— 本原理进行了深入研究。 (2) 根据现代船舶电力推进的特点，建立了异步电机的数学模型。 (3)研究了简单的螺旋桨模型 (4)深入研究了直接转矩控制系统的工作原理及组成。 (5)利用Matlab的仿真工具箱simulink完成了电力推进及其控制系统的设计与实现， 给出了仿真结果，仿真试验验证了建模方法和所建数学模型的正确性。 不足: 1.虽然本次课题得到了一些有参考价值的结论，但电力推进系统是一个很复杂的系统，特别是要在短短的几个月内完善整套系统的仿真数学模型，难度很大，作者虽然在SIMULINK上建立了船舶电力推进系统的模型，取得了一定的成效，但仍有许多不足之处有待进一步完善。 2.本文的船舶电力推进系统在仿真时假定船舶在静水中航行时转矩与转速特性近似为二次方曲线关系，很明显会使仿真模型与真实船舶系统有一定的差距。 3.本文所作的工作，局限于理论上的仿真计算。由于国内在电力推进船舶方面的技术尚处在起步阶段。相关的实船资料比较缺乏。所以文中的仿真计算结果缺乏真实的数据进行验证。 ,, 致 谢 ——————————————————————————————————————————————— 本次毕业设计论文的选题和写作是在孙建波老师的指导下完成的。在这里要感谢孙建波老师，他让我深入了解了船舶电力推进的相关知识，工作系统组成、原理等。同时他在我的论文写作、规范方面耐心、细致的指导，让我能够顺利的完成论文的写作。孙老师的指导使我的毕业设计能有计划、有条理的完成。 在这里还要特别感谢博士生刘宇学长，是他给我耐心讲解直接转矩控制的相关知识，让我一步一步的完成毕业设计。同时也要感谢在毕设过程中其他同学和老师对我的帮助和指导。 最后向参阅评审此论文的老师表示致谢～ ,, 参考文献 1 聂延生等 船舶电力推进系统及其发展 2 赵红等 船舶电力推进系统的仿真与建模 3 尹涛 迎接船舶推进技术的变革 4 陈伯时 电力拖动自动控制系统 5 王成元等 电机现代控制技术 6 李永东 交流电机数字控制系统 7 翁史烈 船舶动力装置仿真技术 8 钟麟 王峰 MATLAB仿真技术与应用教程 9 王兆安 黄俊 电力电子技术 10 胡寿松 自动控制理论 ,, 世界海运 2001年第5期 中国造船 2006年第4期 ——————————————————————————————————————————————— 船电技术 2007年第5期 机械工业出版社 机械工业出版社 机械工业出版社 上海交通大学出版社国防工业出版社 机械工业出版社 科学出版社 ———————————————————————————————————————————————