船舶電力推進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本文以吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)電力推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了深入分析和研究，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于PLC技術(shù)的電力推進(jìn)控制系統(tǒng)。論文主要完成的工作有電力推進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和程序編寫、異步電機(jī)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(jì)采用西門子PLC作為主控單元，推進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)選用異步電機(jī)。采用兩套PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余，當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)，使系統(tǒng)可靠性大大提高。PLC通過(guò)變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)

2、速，并通過(guò)絕對(duì)值編碼器和速度傳感器來(lái)反饋旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置和推進(jìn)電機(jī)的速度，從而對(duì)船舶航線方向和速度進(jìn)行控制。主備用PLC站點(diǎn)之間以及分布式I/O模塊與主備用站點(diǎn)之間通過(guò)PROFIBUS總線進(jìn)行連接，分布式I/O模塊通過(guò)模擬量輸出接口和數(shù)字量輸出接口分別對(duì)變頻器的轉(zhuǎn)速和啟停轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制，絕對(duì)值編碼器和PLC之間通過(guò)串行通信(SSI)接口進(jìn)行連接。程序的編寫采用step7編程軟件的梯形圖(LAD)語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了吊艙的基本控制功能，主要包括:推進(jìn)

3、電機(jī)的速度給定、反饋檢測(cè)與調(diào)節(jié)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)位置的檢測(cè)和位置調(diào)節(jié)。
　　論文最后對(duì)異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建摸和MATLAB仿真。在對(duì)異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)坐標(biāo)變換，建立了在兩相靜止坐標(biāo)下異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)變頻器原理進(jìn)行了探討。異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制是通過(guò)對(duì)定子磁鏈大小和方向的控制來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。定子磁鏈的觀測(cè)采用u-i模型。最后通過(guò)MATLAB數(shù)學(xué)仿真軟件中Simulink工作