船舶柴电混合动力推进系统关键技术研究

《船舶柴电混合动力推进系统关键技术研究》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、(申请工学博士学位论文)船舶柴电混合动力推进系统关键技术研究培养单位：能源与动力工程学院学科专业：轮机工程研究生：肖能齐指导老师：周瑞平2017年5月分类号密级ＵＤＣ学校代码１０４９７病Ｍ獲，大穿学位论文题目船舶柴电混合动力推进系统关键技术研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｍａｒｉｎｅｄｉｅｓｅｌｅｌｅｃｔｒｉｃ英立颖目ｈｙｂｒｉｄｒｏｕｌｓｉｏｎｓｓｔｅｍｐｐｙ研究生姓名’肖能齐姓名周瑞平职称教授学位博士指导教

2、师单位名称能源与动力工程学院邮编４３００６３申请学位级别博士学科专业名称轮机工程－论文提交日期２０１７０２２０－论文答辩日期１７０５学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席Ｖ评阅人、．（以），糸杳祕｜，卜ｙ２０１７年０５月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导Ｆ进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得一武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过

3、的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。？？丨：签名．日期７■上＾？学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学允校许有论权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，全文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以、将本学位论文的部内容编入有关数据库进行检索，可以采用理影工印大缩学印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉认可的国家有服关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息

4、务。（保密的论文在解密后应遵守此規定）研究生（签名导师（签名）：武汉理工大学博士学位论文摘要船舶推进系统作为船舶的核心组成部分，其对船舶航行的整体性能和安全性起到了决定性作用。随着船舶的大型化以及各国船级社对推进系统的低排放要求的日趋严格，船舶动力推进系统由传统柴油机推进系统逐步向柴电混合动力推进系统发展。柴电混合动力推进系统不仅具有较多的推进型式，而且具有运行工况多样性、低碳环保和智能化等特点，如何合理选取相应的混合动力推进系统以及提高船舶运行效率的能量管理策略研究均显得十分重要；同时由于混合动力推进系统

5、组成结构复杂以及船舶规范对振动噪声的要求提高，因此需要对混合动力推进轴系振动进行更加深入研究。本文以某船舶四机双桨+PTO/PTI混合动力推进系统为研究对象，采用了数学推导、数值计算、仿真分析以及实船测试等手段，进行了混合动力推进系统型谱、船舶运行能量管理策略及推进轴系振动等方面的研究。（1）对国内外实际船舶中所采用的混合动力推进系统类型的特点进行了分析与研究，建立了一套具有合理性、科学性、系统性以及实用性的混合动力推进系统评价指标体系，提出采用模糊综合评价法和层次分析法相结合模糊层次分析法进行选型计算与评价分析；同时借助

6、VisualBasic6.0开发平台，采用模块化设计开发了一套混合动力推进系统选型计算分析软件。（2）建立混合动力推进系统能量流图并对各工况下能量流的特点进行分析与研究，利用MATLAB/SIMULINK仿真软件采用模块化建模思想建立混合动力推进系统仿真模型，提取船舶航行工况的特征参数并建立标准航行工况，运用所建立的航行工况模糊模式识别模型识别样本所属的航行工况，提出了基于规则的能量管理控制策略对船舶混合动力推进系统能量进行统一管理和分配。（3）对电机振动机理以及电机振动过程中进行分析，提出了电机存在阶次振动以及通过阶次振

7、动机理和公式推导得到电磁转矩的解析计算公式；同时对冰载荷作用下的螺旋桨激励力特性进行研究。建立冰载荷下电动机模式的轴系扭转振动数学模型，在仅考虑电机阶次激励力作用和考虑电机阶次激励力与冰载荷激励力作用二种情况下，采用系统矩阵法和Newmark-法分别对轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究，验证了冰载荷作用下的螺旋桨激励力和电机阶次激励力的相关理论正确性。（4）研究线性-直链式模型、非线性-直链式模型、线性与非线性混合-直链式模型、线性-带分支式模型和线性-带分支式模型五种基本振动模型，从而I武汉理工大学博士学位论文建

8、立含非线性部件的部件的混合动力推进轴系扭转振动模型；在谐波平衡法的基础之上引入摄动思想，通过数学推导得到了摄动-谐波平衡法求解非线性轴系自由振动固有特性；同时运用增量法与谐波平衡法相结合的增量谐波平衡法对推进系统进行响应振动特性分析，为开展混合动力推进轴系的振动研究奠定基础。（5）以某船舶柴电混合动力推