上海海事大學 碩士學位論文 船舶電力推進裝置仿真研究 姓名：高閩娟 申請學位級別：碩士 專業：電力電子與電力傳動 指導教師：薛士龍 20060601 船舶電力推進裝置仿真研究 作者：高閩娟 學位授予單位：上海海事大學 本文讀者也讀過(3條) 1.鄒晴船舶電力推進特性與控制的仿真研究[學位論文]2007 2.魏永清.康軍模擬螺旋槳負載特性的雙饋電機控制策略研究[會議論文]-2007 3.張勇軍小比例船舶電力推進實驗裝置的仿真研究[學位論文]2007 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1007981.aspx

船舶輪機動力系統的自動化管理運行能夠有效的改善動力裝置的可靠性能，降低船舶輪機的生產成本，促進船舶行業的經濟增長。本文在研究過程中，不僅考慮了船舶輪機的動力系統內部裝置，而且還考慮了船舶輪機外部裝置的模塊設計的規范化，以此滿足整個船舶輪機動力裝置系統的自動化設計，從而實現動力裝置的保護、測量、控制等等工作。本文在研發設計的過程中，需要先計算出船舶動力系統的選型，其次在計算出船舶輪機自動化系統。，最后有效的研究出船舶動力系統裝置與系統之間的關系。

船舶輪機動力裝置與系統設計需要滿足船用條件、符合國際公約或規則、相關法律法規、考慮動力系統內部以及外部裝置的協同與相互作用，動力系統設計過程中，需要考慮設計模塊化、參數化、規范化，整個動力系統中齒輪箱、助推柴油機需布局緊湊。船舶輪機動力裝置與系統自動化能夠實現進行保護、監視、測量、指示、調整、變換與控制等工作，設計時先進行船舶動力系統選型計算，而后設計與之匹配的自動化系統。

電力推進船舶因其經濟性高、操縱性好、布局靈活、噪音小等突出優點,近年來發展迅速,而我國電力推進人才缺口極大,因此船舶電力推進課程在船舶電子電氣專業教學中尤為重要。從課程內容、實驗室建設、教學模式三個方面建立完善的課程體系,培養符合就業要求的電力推進本科人才。

船舶電力推進以其良好的經濟性、操縱性和低噪聲性等優點,在船舶領域受到廣泛的青睞。開展船舶電力推進系統的建模和仿真研究,再現系統的穩態及動態工作過程,揭示系統的內在規律,對于指導船舶電力推進系統的設計和使用具有現實意義。船舶電力推進系統是一個復雜的、多變的非線性系統,加之其推進電機具有大容量、大轉動慣量的特點,對其進行準確的建模與仿真十分重要。本文采用模塊化的建模方法,選用某實船的電力推進系統為研究對象,在matlab/simulink搭建了基于直接轉矩控制技術的船-機-槳一體化仿真模型,并在該模型下進行起航工況的仿真研究,仿真結果表明了該模型的準確性。

歸納了工程船舶的一般分類，結合工作中接觸到的船舶，分析了電力推進的常見三種形式（軸系推進、方位推、吊艙推進）及其組成和優缺點，為電力推進船舶的設計作參考。

針對全回轉舵漿的電力推進船舶航向控制問題,基于等價舵效建立的船舶回轉運動響應方程,設計了基于參考模型的滑模控制器。該控制器含有兩個滑模控制子系統,其一用來控制參考模型,以獲得理想的動態響應;另一個以前者每個控制周期對應的狀態為控制目標輸入,引導船舶航向收斂于設定值。仿真結果表明,在滿足全回轉舵漿回轉角幅值與速度的限制下,該方法能夠有效解決滑模控制輸入的強抖振問題,能降低滑模控制輸入的要求,且具有良好的魯棒性與控制效果。

針對目前科考船舶對電力推進系統的要求,本文以＂科學號＂船舶吊艙電力推進系統為例,從科考船電力推進系統的基本構成,功率管理系統（powermanagementsystem,pms）的原理、構成及作業功能等方面,分析了海洋科考船采用吊艙推進系統的優越性能,研究了pms工作狀況以及對船舶電力系統的影響。研究結果表明,吊艙推進系統的推進電機和螺旋槳共軸,形成獨立的推進模塊,使實船便于安裝、拆卸,極大地提高了運行效率和推進功率。與傳統的推進系統相比,船舶噪音控制和振動方面得到了極大的改善,推進模塊可水平旋轉360°,使推進器的方位角自行調節和控制,提高了船舶的操縱性能和經濟性能。該研究對科考船電站管理起到了指導性作用。

通過對監控模塊的功能分析,選擇samsung公司的arm7微處理器s3c44b0x作為核心進行硬件設計,進行了啟動代碼bootloader的編寫和操作系統的移植。μc/os-ii沒有給驅動程序提供統一的標準接口,本設計中采用了驅動程序抽象層的方法自定義接口,通過指向不同驅動子程序的函數指針,為操作系統掛載驅動程序。

2014年12月21日,中國南車股份有限公司(以下簡稱"南車")與浙江建揚航務工程有限公司、大連玉柴能源有限公司在成都簽訂了6300dwt遠洋運輸船及"運河之星"示范船變頻推進動力系統購銷合同。6300dwt多用途大件運輸船采用電力推進方式,適用于無限航區的遠洋運輸。南車旗下上海南車漢格船舶工

機艙區域實行單元模塊化預裝是造船企業提高生產效率，縮短造船周期，推進現代化造船模式的重要手段之～，本文對機艙單元模塊化的設計進行了詳細的介紹和探討。

為滿足工業儀表使用需要,研制一種動力裝置壓力開關。該壓力開關具有耐高溫、抗振動、高過載的特性。整機采用金屬膜片式結構,設計和研制使用多種金屬和非金屬材料,研制流程經過20多道工序,涉及多門學科相互交叉的綜合技術。主要應用于液壓、氣壓系統的壓力/電信號轉換。其性能指標高于常規使用的產品,滿足高過載、抗振動、耐高溫的要求。

機艙區域實行單元模塊化預裝是造船企業提高生產效率,縮短造船周期,推進現代化造船模式的重要手段之一,文章對機艙單元模塊化的設計進行了詳細的介紹和探討。

介紹船舶舾裝單元模塊建造技術,分析我國船舶舾裝單元模塊建造的現狀,為推進模塊化造船技術的發展,提出建議。

隨著我國經濟的發展,我國的造船業突飛猛進,已經進入船產業的第四階段,殼舾涂階段,這一階段代表著我國的造船業已經步入國際先進的水平。我國造船技術已經不滿足于第四階段,還正向第五階段發展:設計制造一體化邁進,本文就是對船舶制造設計一體化也就是單元化模塊建設提出一點寶貴的建議。

將載波通信技術應用于艦船照明電網電力線信道有許多困難,其復雜的噪聲特性是對通信可靠性的最大挑戰,因此準確的分析建模對于設計優化艦船電力載波通信系統有重要意義。本文在對所采集的電網噪聲進行時頻域分析的基礎上,利用arma模型建立了兩類噪聲的預測模型,預測噪聲較全面的反映了噪聲的時頻域特性。

隨著海洋工程快速發展,具備動力定位能力的海洋工程船舶相比其他船舶具有更高的作業安全性保障。同時,優化動力定位船舶電力系統的設計,提升整體船舶的動力性能,已經成為海洋工程的動力定位船舶安全設計技術研究的重點內容,針對動力定位船舶電力系統設計,需要重點做好接地處理、系統保護、諧波抑制以及直流配電等設計,才能有效提升海洋工程的動力定位船舶電力系統整體優化,提升動力性能,實現船舶航運能力的有效提升。本文介紹海洋工程動力定位船舶電力系統概述,分析海洋工程動力定位船舶的主要設計發展趨勢,并探究海洋工程動力定位船舶電力系統的有效設計措施。

船舶電力系統中電力和照明變壓器的供電連續性

隨著材料技術和自動控制技術的發展，國內外電力推進技術發展正呈現著幾個顯著的特點：1．基于異步電動機的交流電力推進系統仍然是當前或是未來幾年的市場主流……

利用matlab軟件下simulink仿真工具，搭建了船舶電力系統仿真模型，并以82000dwt散裝貨船為實例，通過對船舶電力系統在運行過程中受到不同擾動時的仿真來研究船舶電力系統的穩定性。

船舶電力系統是船舶上最重要的系統之一。為了保證船舶的安全航行,基于plc和觸摸屏,文中設計了一種船舶電力系統監視裝置。該套監視裝置主要由plc、電力系統參數測量裝置、觸摸屏、以太網等器件組成,通過plc、pm850和電流互感器采集到船舶電力系統的參數,將采集到的信息通過modbus現場總線、以太網進行共享。文中主要介紹了船舶電力系統實時監視裝置的軟、硬件設計。實驗表明該裝置具有實用價值,可有效地實現參數監控。

本文采用粘性cfd方法,在fluent商業軟件平臺上研究沿海航標工作船中部若干典型橫剖面在設計狀態下進行強迫橫搖運動的水動力特性。通過獲取強迫橫搖運動下所受到的橫搖力矩,由擬合方法求解出這些典型橫剖面在安裝或不安裝舭龍骨情況下的橫搖附加阻尼,進而評估加裝舭龍骨裝置以減少船舶橫搖運動的效果。