现代船舶电力系统控制技术演讲稿2

1、 专业： 姓名： 导师：2021-11-122 内容提要一 绪论 二 现代船舶电力系统控制分析与策略 三 柴油发电机组数学模型的建立 四 柴油发电机组计算机控制系统设计 五 结论2021-11-123绪论2021-11-124现代船舶电力系统控制分析与策略图图1 电力系统的总体控制框图电力系统的总体控制框图 2021-11-125现代船舶电力系统控制分析与策略(1) 柴油机技术 从常用的机械离心飞锤式调速器、双脉冲液压调速器、电液调速器发展到全电子调速器即电喷柴油发电机组 (2) 发电机技术 西门子公司的1fc5系列发电机2、4极发电机经功率加权后平均效率达到93%以上 (3) 自动控制技术

2、计算机技术的发展，给柴油发电机组自动控制技术的发展提供了新的思路和手段，它极大地提高了柴油发电机组自动化运行的最佳性、保护功能的完善性和应急功能的快速性，也可在组成柴油发电机电站的并联化和模块化时更简便、可靠 2021-11-126现代船舶电力系统控制分析与策略图图2 同步发电机调压系统原理图同步发电机调压系统原理图 2021-11-127现代船舶电力系统控制分析与策略图图3 系统硬件结构图系统硬件结构图 3、调压器控制系统的设计方案 带有差动横向电流补偿的调压器 采用现代工控核心器件可编程序控制器(plc)2021-11-128 可编程序控制器(plc)可编程序控制器(plc)控制系统的主要

3、功能如下：p 能自动维持机组的准启动状态。现代船舶电力系统控制分析与策略2021-11-129 4、电子调速器与指针仪表组成的监控系统 转速控制部分现代船舶电力系统控制分析与策略2021-11-1210现代船舶电力系统控制分析与策略图图4 4 电子调速器和指针仪表电子调速器和指针仪表2021-11-1211现代船舶电力系统控制分析与策略2021-11-1212本课题的主要研究内容1、船舶电力系统控制策略 科学的发展，推动了自动化机组专业控制器的诞生成为可能和必行。专业控制器要求技术指标更优，使用灵活、外围电路简单、工作可靠、能够迅速得到推广应用。本文提出了以微处理器为核心，将发电机电压、柴油机

4、转速及水温、油温、油压、过流、短路等信号，通过取样变换输入微机系统，实现柴油机发电机组的自启动、自投入及各种故障保护报警功能的专业控制器2021-11-12132021-11-1214图图6 专业控制器专业控制器2021-11-1215实现柴油发电机组控制系统的全数字优化设计，使得自校正调节，非线性控制，自适应控制及模糊控制等复杂算法能够在基于dsp的控制系统上良好运行。通过复杂度适中的dsp硬件设计，采样方式的改进以及数字触发技术的应用，提高系统控制精度，简化控制系统结构。通过dsp与可编程逻辑器件的选用，使得控制策略的改变和控制功能的增加而基本不增加硬件结构的复杂程度，通常只需要在软件上加

5、以改进或在线对可编程逻辑器件进行编程，硬件无需做很大的改变，从而便于产品的升级换代。通过通信总线(can)，串行接口与上位机通讯，实现发电机组远程监测和控制。构建界面友好的人机接口，便于调试和使用。现代船舶电力系统控制分析与策略2021-11-1216现代船舶电力系统控制分析与策略图图7 dsp7 dsp控制器的结构原理图控制器的结构原理图图图8 8 实时过程中电压转速的波形图实时过程中电压转速的波形图2021-11-12172cosnnlglddpmvdthhzh1221ggfddd vkvedtt kt k 2122()dlqlllqllxxxxrkzxxr2222dlqlllqllxxx

6、xrkzxxr其中其中2021-11-1218图图9 9 发电机电压控制系统发电机电压控制系统 2021-11-1219 励磁控制系统的原理(1) 控制发电机端电压。在发电机正常运行工况下，励磁控制系统应维持发电机端电压在给定水平。在发电机负荷变化时，端电压也随之变化。(2) 控制无功功率分配。当发电机并网发电时，它输出的有功功率决定于从原动机输入的功率，而发电机输出的无功功率则和励磁电流有关，调节励磁可改变发电机输出的无功功率。 2021-11-1220图图10 10 柴油机速度控制系统柴油机速度控制系统2021-11-1221柴油机速度控制原理 (1) 柴油机速度控制采用带有有功电流调节内

7、环与速度外环的从属控制系统。(2) 其中执行器是微机控制系统实现对柴油机进行调控的最终手段，它按照微机控制中心的“意图”动作。执行器由驱动部分、执行电器和机械执行机构3部分组成。性能指标要求 根据有关标准转速的瞬态调速精度应小于5%，稳态调速精度应小于2%，即当电网负载改变时，机组频率和电压要保持稳定，其偏差值不超过给定的范围。 2021-11-12222021-11-12232021-11-1224图图13 13 采用哈佛结构的采用哈佛结构的dspdsp处理器处理器 2021-11-12252021-11-12262021-11-1227(1) 柴油机转速控制和发电机电压控制的数字化改造，能

8、够支持较为复杂的控制算法在控制器上实时运行，提高了控制系统的运行速度和控制精度。通过采用硬件同步的方法，有效减小了同步误差，提高了系统采样精度和速度。(2) 利用dsp功能强，运行速度快的特点，进行数字式移相触发器和数字调节器相结合的综合设计，提高了控制精度。选用dsp及相关可编程逻辑器件，可灵活的改变电路设计，便于控制器的升级换代。根据dsp的特点，设计相关电路板，并采用抗干扰措施，提高系统可靠性。(3) 具有良好的通讯能力和人机界面，便于调试和使用。硬件调试时，使用硬件在环仿真系统可以实时验证控制器硬件，控制算法，必要时还可进行离线调节，这样可以缩短研发周期，提高系统性能。 2021-11-1228 由衷感谢我的导师张炳义教授。在学习中，不但给予我专业知识和科研能力方面的培养，而且老师渊博的知识、务实的工作作风、严谨求实的学术态度给了我莫大的激励和教育；老师和蔼谦虚、诚恳待人给我留下了难以磨灭的印象。这些都是同样做老师的我学习的榜样和努力的目标，也必将对我以后