基于pscad的双机双桨综合电力推进系统建模与仿真

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于PSCAD的双机双桨综合电力推进系统建模与仿真硕士研究生：赵鑫指导教师：兰海副教授学科、专业：控制理论与控制工程论文主审人：黄曼磊教授兰海副教授哈尔滨工程大学2012年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于PSCAD的双机双桨综合电力推进系统建模与仿真硕士研究生：赵鑫指导教师：兰海副教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制理论与控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedInd

2、ex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngModelingandSimulationofDoubleEnginesandDoublePropellersIntegratedPowerPropulsionSystembasedonPSCADCandidate:ZhaoXinSupervisor:AssociateProfessor．LanHaiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringFiel

3、d:ControlTheoryandControlEngineeringDateofSubmission:DateofOralExamination:University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的

4、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一

5、律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日基于PSCAD的双机双桨综合电力推进系统建模与仿真摘要电力推进系统不同于内燃机直接带动螺旋桨的机械推进系统，它是一种利用电力带动螺旋桨的推进方式。电力推进系统具有控制系统简单、操纵性能好、效率高、污染小等优势，已经成为当前的研究热点，我国电力推进技术的研究工作刚刚开始，处于起步阶段，而

6、发达国家的电力推进技术已在舰船中广泛应用，其技术居于世界领先水平，因此加快我国电力推进系统的建模与分析工作具有非常重要的意义。本课题采用PSCAD仿真软件对电力推进系统的各个模块分析与建模，最终组成完整的系统并进行初步仿真研究。本课题以PSCAD为仿真软件，采用模块化思想，将电力推进系统划分为原动机及其调速系统、发电机及其励磁系统、推进电机及其变频控制系统、螺旋桨等模块，分析各模块的数学模型与工作原理。在PSCAD环境下建立了原动机Woodward调速系统，根据IEEEStd421.5-2005标

7、准分析发电机励磁系统，将两系统构成发电机组模型，对发电机组模型进行突加、突卸负载试验，通过观察系统瞬时调速率、电压调整率及稳定时间等指标验证了模型的合理性。分析同步电机矢量控制方法基本思想，搭建了推进电机矢量控制系统仿真模型，针对传统控制器的不足提出用新型单神经元控制器取代传统控制器，分析单神经元自适应PID控制器的工作原理与程序流程，用MATLAB实现单神经元控制器，在PSCAD中创建接口元件，实现与MATLAB的联合仿真，调用MATLAB实现单神经元控制器功能并观察控制效果，仿真结果表明单神经

8、元控制器控制效果较好。详细分析螺旋桨数学模型，拟合螺旋桨工作特性曲线，在PSCAD环境下用FORTRAN语言实现螺旋桨的各个模块，并根据船桨运动方程组成完整的螺旋桨模型，将其作为推进电机的负载并进行启动实验，分析模型的有效性。将建立的各个模型组成单机单桨系统与双机双桨系统，对单机单桨系统进行启动、停车、倒航等典型工况的实验，分析直接操作与分级操作这两种操作方式对系统的影响。分析双机双桨系统的结构，设置六个故障点并用FORTRAN语言建立故障控制模块，对双机双桨系统进行三相短路典型故