本文關(guān)鍵詞：十二相整流同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的建模與仿真研究

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【摘要】：隨著船舶綜合電力系統(tǒng)的發(fā)展,供電品質(zhì)以及電氣設(shè)備功率密度要求的不斷提高,在系統(tǒng)中采用直流電制成為一個新的研究方向。十二相整流同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)由于具有功率密度高、電壓脈動小、動態(tài)性能優(yōu)等突出特點,一經(jīng)出現(xiàn)便成為了直流綜合電力系統(tǒng)發(fā)電模塊的研究熱點。本文主要針對十二相整流同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的仿真與建模進(jìn)行研究。在原有十二相同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,提出等效方法對其進(jìn)行改進(jìn)研究,避免了對參數(shù)矩陣的求逆過程,得到對應(yīng)的等效電路模型,并利用模塊化和圖形化技術(shù)在MATLAB/Simulink中建立十二相整流同步發(fā)電機(jī)的仿真模型,為后續(xù)進(jìn)行十二相整流同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的分析和研究打下基礎(chǔ)。其次,介紹了調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,深入分析了PID控制和模糊控制各自的特點,結(jié)合兩者的優(yōu)點,提出使用模糊PID控制算法對調(diào)速性能進(jìn)行控制,重點對模糊PID控制器進(jìn)行設(shè)計并開展仿真研究。仿真結(jié)果表明,相比常規(guī)PID算法,模糊PID控制算法能有效減小超調(diào)量以及穩(wěn)定時間,能夠更好的滿足調(diào)節(jié)要求。接著,重點對十二相整流同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了分析研究。為改善調(diào)壓性能,提出在電壓反饋的基礎(chǔ)上引入勵磁電流反饋和前饋控制,設(shè)計了仿真試驗來求取前饋控制參數(shù),并對雙閉環(huán)PID控制參數(shù)對調(diào)壓特性的影響進(jìn)行了定性分析。仿真結(jié)果證明了所設(shè)計控制系統(tǒng)的優(yōu)越性以及參數(shù)選擇的正確性。對十二相整流同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗證,結(jié)果表明所搭建系統(tǒng)模型與實際系統(tǒng)的運行特性能很好地吻合,能比較準(zhǔn)確地反映實際系統(tǒng)的運行特性。證明了系統(tǒng)建模方法的正確性以及實用性,所建模型可為后續(xù)綜合電力系統(tǒng)仿真平臺的建設(shè)提供支持。
【關(guān)鍵詞】：十二相整流同步發(fā)電機(jī) 調(diào)速系統(tǒng) 勵磁系統(tǒng) 仿真
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM31
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 研究背景8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 整流同步發(fā)電機(jī)的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 十二相整流同步發(fā)電機(jī)的建模的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 十二相整流同步發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究目的與意義11
• 1.4 本文的主要工作11-13
• 第2章 十二相同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型13-19
• 2.1 十二相同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)13
• 2.2 發(fā)電機(jī)在a-b-c坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型13-15
• 2.3 發(fā)電機(jī)在d-q-0 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型15-18
• 2.4 運動方程18-19
• 第3章 十二相整流同步發(fā)電機(jī)的仿真實現(xiàn)19-33
• 3.1 十二相同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的改進(jìn)研究19-23
• 3.2 十二相整流同步發(fā)電機(jī)仿真模型的實現(xiàn)23-32
• 3.2.1 park變換矩陣的處理24-25
• 3.2.2 磁鏈狀態(tài)方程的實現(xiàn)25-28
• 3.2.3 運動方程模塊28-29
• 3.2.4 接口模塊29-31
• 3.2.5 整流器模塊31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第4章 調(diào)速控制策略仿真研究33-49
• 4.1 原動機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型33-36
• 4.1.1 參考轉(zhuǎn)速單元33-34
• 4.1.2 轉(zhuǎn)速反饋單元34
• 4.1.3 伺服機(jī)構(gòu)單元34
• 4.1.4 原動機(jī)34-36
• 4.2 調(diào)速系統(tǒng)控制策略分析36-39
• 4.2.1 常規(guī)PID控制36-37
• 4.2.2 模糊控制37-39
• 4.3 模糊PID控制器的設(shè)計39-45
• 4.3.1 模糊PID控制原理39-41
• 4.3.2 模糊PID控制器的控制規(guī)則41-43
• 4.3.3 模糊輸入輸出變量隸屬度函數(shù)的確定43-45
• 4.4 調(diào)速系統(tǒng)建模及仿真分析45-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 調(diào)壓控制策略仿真研究49-65
• 5.1 勵磁調(diào)壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型49-50
• 5.1.1 反饋測量單元50
• 5.1.2 電壓參考與比較環(huán)節(jié)50
• 5.1.3 勵磁機(jī)50
• 5.2 調(diào)壓系統(tǒng)的控制策略分析50-55
• 5.2.1 勵磁控制器的分類50-51
• 5.2.2 前饋加雙閉環(huán)控制策略51-53
• 5.2.3 前饋控制參數(shù)的求取53-55
• 5.3 調(diào)壓系統(tǒng)仿真模型55-57
• 5.4 各控制參數(shù)對調(diào)壓特性的影響57-63
• 5.4.1 各控制環(huán)節(jié)對調(diào)壓特性的影響57-58
• 5.4.2 電流內(nèi)環(huán)控制參數(shù)對調(diào)壓系統(tǒng)的影響58-61
• 5.4.3 電壓外環(huán)控制參數(shù)對調(diào)壓特性的影響61-63
• 5.5 調(diào)壓性能仿真對比研究63-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 第6章 仿真模型驗證及應(yīng)用65-77
• 6.1 仿真模型驗證65-73
• 6.2 仿真速度對比73-74
• 6.3 基于整流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題的仿真應(yīng)用74-76
• 6.3.1 q軸短路繞組對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響74-75
• 6.3.2 各Y繞組之間的互漏抗對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響75-76
• 6.4 小結(jié)76-77
• 結(jié)論與展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1126341