【硕士论文】舰船电力系统动态模拟负载特性仿真控制研究.pdf

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1、华中科技大学硕士学位论文舰船电力系统动态模拟负载特性仿真控制研究姓名：王小勇申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：李叶松20040509华中科技大学硕士学位论文摘要由于舰船电力系统容量的有限性和动态负载的多样性，电力系统的可靠和有效运行主要依赖于舰船的动态负载，动态负载的防真环境的实现成为研究热点。本文以交流异步电动机～直流发电机组为负载防真研究对象，对防真控制器硬件电路的设计以及直流发电机电枢电流、励磁电流控制的理论、方法和实现问题进行了较为深入、全面的研究。本文首先阐述了课题选题的背景，目的和意义，并对舰船驱

2、动电机负载类型作了介绍。在分析舰船B谜动电机负载特性仿真原理的基础上，建立了异步电动机一直流发电机负载仿真机组，并详细分析了机组的机械运动、电磁数学模型。在此基础上，设计了电机负载动态仿真系统主电路。然后结合PWM调制的斩波器控制方式，对电枢电流控制策略进行了研究。着重解决了模拟拖动机组的理论和方法问题。其次介绍了以hatel80C196KC单片机为核心的控制系统硬件方案设计及相应的存储器扩展、人机接口、数据采集通道、PWM脉冲的输出、通风接VA等具体电路设计，实现了负载仿真控制器应具备的通道，为仿真控制算法的实现提

3、供了良好的平台。在提出和分析异步电动机负载特性动态模型的基甜2上，给出了电袱电流和励磁电流的控制原理框图，给出了线往转矩负载、风机泵类及推进器负载的模糊控制规则，同时给出了带死区的Bang-Bang—PI复合控制算法在恒转矩型负载电椒电流和励磁电流控制中的应用，并结合复合控制算法，用MATLAB进行了仿真。最后，系统调试和实验结果表明负载仿真控制系统的实际控制效果与仿真理论分析恭本～致，实现了各种复杂控制算法在控制系统中的应用，达到了预期目的。本文从实际出发探讨了交流异步F色动机—直流发电机机组仿真运行理论，设计了负

4、载仿真控制系统，对舰船常见的四种负载进行了数字仿真，用充足的实验结果验证了本文的理论分析。关键词：动态模拟负载，负载防真，80C196KC，模糊控制，交流异步电动机．直流发电机组l华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTSOwingtothelimitednessofthecapacityofpowersystemandthevarietyofdrivemotorload．EffectiveandreliableoperationofNaval—vesselpowersystemdepends0nitsdynamic

5、load．Therefore，therealizationofdynamicloadsimulationenvironmentsisbecomingaresearchhotpointofthisfield．Inthispaper，withtheAsynchronous’DCdynanounitasitsresearchtarget，deeperandmoregeneralresearcheshavebeendoneonthedesignofsimulationcontrollercircuit,-,thetheori

6、es，methodsandrealizationofthearmaturecurrentandexcitingcurrentcontrollingofdirect—currentdynamo．Firstly,thepaperanalysedthebackground，purposesandimportanceoftheselectedsubjectandbrieflyintroducedthetypesofNaval-vesseldrivemotorload．Simulationprincipleofdynamicl

7、oadcharacteristicisthefoundationofdesigningsimulationcontroller．Basedonthemechanicalmovementandelectromagnetic；‘mathematicmodelofasynchronous—directcurrentdynamounit，themaincurrentofdynamicloadsimulationsystemhasbeendesigned．Meanwhile，studiesonarmaturecurrentco

8、ntrolstrategywiththechopper℃ontrolmodeofPWMModulationhavebeendone．Theproblemswiththetheoriesandtechniquesofsimulationenginesaresolved．Thenitfocusesonhardwaredesignofcontrols