援潜救生船电力推进系统硬件在环仿真设计及实现

摘要

相比于传统的船舶推进系统，船舶电力推进系统在很多方面具有明显的优势，因此国内外的船舶行业都纷纷将其作为研究热点。而通过搭建小比例的实船电力推进系统，更无疑可以更好地对这一领域进行探索。
　　 本文以中船重工712研究所救生船电力推进系统实验平台为研究对象，搭建了基于这个小比例系统的硬件在环仿真平台。设计并实现了其中船机桨匹配的计算模型以及硬件在环平台中实时数据通讯的接口设计，具体研究内容包括：
　　 (1)介绍了整个救生船电力推进系统硬件在环仿真平台，其中包括确立平台内各硬件设备的通信方式、组成平台的各硬件设备的选型、变频器控制异步电机的策略。
　　 (2)设计并实现了本系统硬件在环仿真接口设计的方案，其中包括模型与实时控制器之间如何通信、监控界面按与模型之间如何通信、实时控制器与PLC之间如何通信。
　　 (3)搭建了船-机-桨的数学模型，并在Simulink里面搭建模型。
　　 (4)进行救生船电力推进系统硬件在环仿真实验，由于救生船电力推进系统和仿真母型船之间建立了同构映射，所以两者始终保持动态相似。将船机桨模型转换生成的DLL文件下载到实时控制器后，就可以实现系统的硬件在环动态负载仿真。将推进电机的转速信号实时采集输入到实时控制器模型计算后，将螺旋桨转矩输出量加载到负载电机，而负载电机和推进电机之间是同轴连接的，这样就可以通过负载电动机来模拟实船在不同工况下螺旋桨的特性，进行船机桨动态仿真研究，探索电力推进船舶船机桨运行规律和匹配机理，从而寻求较优的船机桨匹配和控制策略。