船舶电力体系的建模与观控探究

《船舶电力体系的建模与观控探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、船舶电力体系的建模与观控探究第2章船舶电力系统的数学模型数学模型是针对参照某种事物系统的特征或数量依存关系，采用数学语言，概括地或近似地表述出某种系统的纯关系的一种数学结构[36]。数学模型能够定性或者定量地反映现实世界中的系统关系，并将其抽象为简单或者复杂的数学关系表达式，它是科学地研究对象系统的基础与关键。由绪论部分可知，船舶电力系统主要由：同步发电机、原动机及调速系统、励磁调压装置、用电负载等组成；文章将分别就船舶电力系统的主要组成部分进行数学模型的建立，以方便后文研究工作的展开。2.1同步发电机的数学模型作为船舶电力系统的核心组成部分，同步发电机集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一

2、体，将机械能转变成电能，以供船舶电力系统使用；它是调速及励磁系统的控制对象。船舶电力系统的稳定性在很大程度上是一个使相互连接的同步电机保持同步的问题。因此，理解同步电机的特性并建立其精确的模型是极为重要的目前应用较为广泛的同步发电机模型均以Park(派克)方程为基础；同步发电机有两种数学描述方法：一种是把磁链电流电压之间的关系方程用abc相变量来进行表示；另一种是把磁链电流电压之间的关系方程用dqO轴系来进行表示，abc相变量转换为dqO相变量的变换又称为Park(派克)变化；因此，在介绍同步发电机数学模型之前，有必要先对Park变换进行介绍。2.1.1Park变换由于转子的旋转和凸极效应

3、，在静止abc坐标系下分析研究同步电机的电磁现象时会发现，在计算分析同步发电机电磁变化过程时，可能存在着大量随旋转角度动态变化的参数，这些变化参数对于求解发电机方程是极为不利的，会大大增加计算的复杂度。针对上述问题，工程中通常会把abc坐标系下定子三相绕组经过适当地变换等效为两个固定在转子dq轴上，并与转子同步旋转的定子绕组，这就是由美国工程师派克(R.H.Park)在1929年提出的著名电机坐标变换：ParkTransformation(派克变换)。如图2-1所示，abc三相空间坐标系中的矢量可以通过投影到dqO坐标系来简化计算。2.1.2同步发电机的标么化处理1.发电机的理想化假设：(

4、1)发电机的三相间完全对称，相对对空间横轴和纵轴而言，发电机的转子在结构上完全对称；(2)发电机定子上的3个绕组在空间位置上都相差120°，它们在结构上是完全相同，并且它们都会在气隙中产生带有正弦形分布规律的磁动势；(3)发电机的磁铁部分磁导率为常数，也就是忽略磁滞、磁饱和的影响，同时也不考虑润流以及集肤作用等的影响；(4)一般来说，定子和转子的槽以及通风沟等都不影响发电机的定子及转子的电感，可认为发电机的定子及转子都具有光滑的表面[38]。通常，满足上述假定条件的发电机在许多情况下都可以满足对实际工程问题研究的需要，我们常用的同步电机基本方程的推导，也是基于上述的理想化假定。但是

5、当要考虑某些因素时，就须对基本方程做出相应的修正。第2章船舶电力系统的数学模型........................................122.1同步发电机的数学模型.......................................122.2原动机及调速系统的数学模型.......................................82.3励磁调压系统的数学模型.......................................232.4负载的数学模型.......................................292

6、.5本章小结.......................................30第3章船舶电力系统的PID控制.......................................313.1PID控制器的设计.......................................313.2船舶电力系统的仿真模型.......................................353.3船舶电力系统的性能评价.......................................393.4船舶电力系统的仿真试验结果................

7、.......................41第4章模糊控制及其在船舶电力系统.......................................504.1模糊控制概述.......................................504.1.1模糊控制理论的产生和.......................................504.2模糊控制的基本思路............