船舶电力推进操控平台设计与仿真计算研究

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1、分类号UDC密级单位代码!Q151大连海事大学工程硕士学位论文船舶电力推进操控平台设计与仿真计算研究(应用研究)薄志越指导教师赵友涛职称教授学位授予单位刘彦呈教授大连海事大学申请学位类别工程硕士工程领域船舶与海洋工程论文完成日期2014年6月答辩日期2014年6月14日答辩委员会主席j墓童】虱ResearchonControlPlatformDesignandSimulationComputationofMarineElectricPropulsionSystemAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniv

2、ersityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringBoZhiyue(ShipbuildingandOceanographyEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorZhaoYoutaoProfessorLiuYanchengJune2014大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文“船舶电力推进操控平台设

3、计与仿真计算研究”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：薹垄!垫学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印

4、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密i(请在以上方框内打“√，，)论文作者签名：蓠占越导师签名：吻又氪潞日期：如f争年易月J9，日中文摘要摘要近年来，随着电力电子技术、交流调速理论、现代控制理论、电机设计与制造技术的发展，电力推进技术发展迅速，电力推进

5、设备在破冰船、渔船、游轮等船舶上应用广泛。通过陆上试验装置进行仿真实验是电力推进技术研究的重要方法之一，因此进行试验装置的操控平台设计，并进行仿真实验研究对于电力推进技术的发展具有良好的促进作用。本课题依托大连海事大学“船舶智能微网与电磁推进实验室”项目，进行了操控平台设计与仿真实验研究。在电力推进负载模拟系统原理分析的基础上，进行了操控平台的整体设计。提出了一种利用OPC通信技术将组态软件WinCC与仿真软件Matlab结合的负载仿真方案，并确定了实际船舶推进系统的转速、转矩缩放方法。利用组态软件WinCC并融合图文显示技术进行了人

6、机交互系统设计。设计内容包括：通信系统、操作界面等，实现了在计算机上进行仿真系统的过程控制、状态显示、监测报警等功能。根据船舶推进原理，将船舶与螺旋桨看作整体，在Matlab／Simulink开发环境下搭建螺旋桨负载仿真模型。整个仿真模型主要由输入输出模块、螺旋桨负载计算模块、转矩折算模块组成，能够根据实时转速输出符合螺旋桨负载特性的转矩控制指令。针对实际船舶螺旋桨四象限负载特性相关资料缺乏的情况，利用船舶参数与经验公式进行了船舶螺旋桨参数的设计，根据WageningenB系列螺旋桨水池实验结果，应用前馈型的神经网络算法预测了所设计螺

7、旋桨的四象限特性，确定了负载仿真模型的螺旋桨推力系数、转矩系数。利用操控平台进行了船舶正车启动、停车、正车转倒车三种典型工况下螺旋桨负载仿真实验，实验结果表明，操控平台运行稳定，负载仿真建模正确，能够实现螺旋桨负载特性的模拟。所设计的操控平台既可为方案论证、教学提供实验环境，又可为其他类型机械负载模拟提供工程参考。关键词：船舶电力推进；操控平台；螺旋桨负载特性；WinCC；OPCABSTRACTWiththegreatdevelopmentofelectricsemiconductortechnology,thefrequencyco

8、ntr01theorY,modemcontroltheory,thedesignandmanufacturingtechnologyofmotOr．thedevelopmentofshipelectricalpropul