本文關(guān)鍵詞：船舶電力推進自動控制系統(tǒng)設(shè)計與研究

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【摘要】：本文以吊艙式電力推進系統(tǒng)為研究對象,對電力推進系統(tǒng)進行了深入分析和研究,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于PLC技術(shù)的電力推進控制系統(tǒng)。論文主要完成的工作有電力推進控制系統(tǒng)設(shè)計和程序編寫、異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模和MATLAB仿真。系統(tǒng)設(shè)計采用西門子PLC作為主控單元,推進電機和旋轉(zhuǎn)電機選用異步電機。采用兩套PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)冗余,當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能自動切換到備用系統(tǒng),使系統(tǒng)可靠性大大提高。PLC通過變頻器來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速,并通過絕對值編碼器和速度傳感器來反饋旋轉(zhuǎn)電機的位置和推進電機的速度,從而對船舶航線方向和速度進行控制。主備用PLC站點之間以及分布式I/O模塊與主備用站點之間通過PROFIBUS總線進行連接,分布式I/O模塊通過模擬量輸出接口和數(shù)字量輸出接口分別對變頻器的轉(zhuǎn)速和啟停轉(zhuǎn)向進行控制,絕對值編碼器和PLC之間通過串行通信(SSI)接口進行連接。程序的編寫采用step7編程軟件的梯形圖(LAD)語言,實現(xiàn)了吊艙的基本控制功能,主要包括：推進電機的速度給定、反饋檢測與調(diào)節(jié),旋轉(zhuǎn)電機位置的檢測和位置調(diào)節(jié)。論文最后對異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進行了數(shù)學(xué)建模和MATLAB仿真。在對異步電機數(shù)學(xué)模型進行了分析的基礎(chǔ)上,通過坐標(biāo)變換,建立了在兩相靜止坐標(biāo)下異步電機數(shù)學(xué)模型,并對變頻器原理進行了探討。異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制是通過對定子磁鏈大小和方向的控制來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)矩,從而達到控制轉(zhuǎn)速的目的。定子磁鏈的觀測采用u-i模型。最后通過MATLAB數(shù)學(xué)仿真軟件中Simulink工作箱對直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了仿真,并對結(jié)果進行分析。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.3

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本文編號：1166094