改进dtc策略在船舶电力推进系统中的应用研究

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1、中文摘要摘要近几十年来，随着电力电子技术、计算机控制技术以及现代交流调速技术的发展，船舶电力推进取得了快速发展及广泛应用，成为未来船舶动力装置的发展方向。直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后，迅速发展起来的一种新型的高性能的交流传动控制技术。该控制方法思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，具有良好的动、静态性能，在船舶电力推进系统中有着广阔的应用前景。本文选择异步电机作为船舶电力推进系统的主推进电机，并将改进的直接转矩控制策略应用其中。论文首先分析了直接转矩控制的基本原理，利用仿真软件姒TLAB／SI删LINK建立了系统的仿真模型并进行了仿真研究。针对传统直接

2、转矩控制在低速阶段出现的转矩脉动大等问题，提出了一种基于空间矢量调制的改进措施，取得了良好的动、静态性能。考虑到电力推进船舶推进器的特殊运行环境，以及使用速度传感器所带来的安装、维修困难等问题，研究了无速度传感器技术，采用了模型参考自适应和扩展的卡尔曼滤波两种速度辨识方案，仿真结果显示辨识转速能够很好地跟踪实际转速。最后，根据国内某电力推进船舶的实船布局，在vc++6．0环境下设计了船舶集中控制室和驾驶台等仿真界面。其中界面程序作为客户端，是整个应用程序的前端，而MATLAB模型作为服务器运行在后台，两者通过MATLAB计算引擎相连接，实现了指令和数据的传递。

3、l司时，运用一种基于DcoM的群组通信模式，实现了船舶电力推进系统的分布式仿真研究。由于系统建模部分与仿真界面程序部分相互独立，因此可以对船舶电力推进系统的各子系统，尤其是控制系统的有效性进行评价、检验与改进。本仿真系统还可作为研究船舶电力推进系统的实验系统，为船舶电力推进系统的研制并投入实船试验提供方案论证，并为完成必要的前期研究工作提供一个实验平台，从而达到减少海上试验次数、降低试验成本和缩短开发周期的目的。关键字：电力推进：直接转矩控制；空间矢量调制；无速度传感器；分布式仿真英文摘要ApplicationStudyofAnimprovedDirectTo

4、rqueControlStrategyAppliedintheShipElectricalPropulsionAbstractIntheneardecades，withthedevelopmentofpowerelectronics，computerscienceandmodemtechniquesofvariablespeedforACmotors，electricpropulsionhasgainedasignificantevolutionandhasbeenappliedinmanykindsofvesselsandgraduallybecomesth

5、emainsteamoffutureships．DirectTorqueControl(DTC)technology，eme唱ingafterthevectorcontroltechnology，isanewtypeofACdrivestrategywithhighperformanceanddevelopingrapidly．Thisnewcontrolmethodwillhaveabroadprospectofapplicationintheshipelectricpropulsionsystembecauseofitsinnovativeideas，si

6、mplecontrolconfigurations，directcontrolmethods，andgooddynamicandsteadyperformance．Inthispaper,anasynchronousmotorwaschosenasthemainpropulsionmotoroftheelectricpropulsionsystem，andanimprovedDTCstrategywasappliedinthesystem．Atfirst,thebasicprincipleofDTCwasanalyzed．ARertll矾thesystemsi

7、mulationmodelWasestablishedusingMATLAB／SIMULINKandthesimulationresultswerediscussed．AnimprovedmethodbasedonSpaceVectorModulation(SVM)WaspresentedtodealwiththeproblemofhightorqueripplethattraditionalDTCsystemgenerallyencountered，especiallyinthelowspeed．Bothdynamicandsteadyperformance

8、hadbeenimproved．Con