小型船舶电力推进装置系统仿真研究

摘要

目前电力推进因其自身所具有的优越性被国际上作为船舶推进主要的研究方向，而我国对于船舶电力推进系统方面的研究还处在刚开始阶段，应用到现实系统中存在着许许多多的问题，因此，建立船舶电力推进系统仿真模型并对其进行分析总结，可以对船舶电力推进的研究起到一定的参考作用。
　　本文把异步电机矢量控制作为船舶电力推进系统主要的研究对象，在详细的总结各个系统的数学模型后，在MATLAB仿真软件中建立各个系统的仿真模型并分析仿真结果。首先，分析总结了电流滞环矢量控制系统和电压空间矢量控制系统的基本原理，在此基础上建立二者的仿真模型，由仿真结果分析在这两种控制方式下电机工作特性，结果表明电压空间矢量控制系统性能较好，尤其在电机启动时，电压空间矢量控制系统电流脉动及转矩跳变幅度较小。
　　其次，因无速度传感器矢量控制技术在数字控制技术方面的研究前景广阔，本文着重介绍了基于模型参考自适应的异步电机矢量控制以及基于全阶速度自适应观测的矢量控制系统的基本原理，在MATLAB仿真软件中建立两种仿真模型，并对仿真结果进行比较分析，结果表明两种控制系统都能够正常运行，全阶速度自适应观测器因其带有电流反馈环节，速度估计的精度较高。
　　最后，本文分析总结船舶螺旋桨的工作特性，并由此建立船舶螺旋桨仿真模型，并把螺旋桨模型与上述的四种矢量控制模型相结合，组建船舶电力推进矢量控制系统的仿真模型，通过仿真结果分析各自的工作特性，仿真结果表明，速度直接反馈的电压空间矢量控制电力推进系统性能较好。

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第1章 绪论

1. 1 课题研究背景及意义

1. 2 本课题国内、外研究现状与发展趋势

1. 3 主要研究内容

第2章 异步电机矢量控制系统

2. 1 异步电机数学模型的性质

2. 2 异步电机的数学模型

2. 3 坐标变换

2. 4 异步电机在两相坐标下的数学模型

2. 5 矢量控制系统

2. 6 本章小结

第3章 电流滞环矢量控制系统和电压空间矢量控制系统仿真

3. 1 电流滞环矢量控制系统的原理及仿真

3. 2 电压空间矢量控制系统的原理及仿真

3. 3 本章小结

第4章 无速度传感器异步电机矢量控制系统仿真

4.1 基于模型参考自适应（MRAS）矢量控制系统的原理及仿真

4. 2 基于全阶速度自适应矢量控制系统的原理及仿真

4. 3 本章小结

第5章 船舶电力推进矢量控制系统仿真

5. 1 螺旋桨的工作特性及仿真建模

5. 2 船舶电力推进矢量控制系统仿真

5. 3 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢