常规潜艇电力推进系统控制方案的研究
面向海底环境的深水潜器控制系统研究

面向海底环境的深水潜器控制系统研究随着现代科技的不断发展,越来越多的工业和科研项目需要在深海中进行。
在这种情况下,深水潜器控制系统变得越来越重要。
它们能够探索深海的海底地形和生态环境,也能够对海底油气资源进行勘探和开发。
本文将探讨面向海底环境的深水潜器控制系统研究。
一. 潜水器的运动控制系统深水潜器的运动控制系统是实现各种操作和任务的核心。
它包括推进器控制、远程控制、姿态控制、感知数据采集和传输系统等。
这些系统的设计需要考虑到潜水器的航行速度、燃料消耗和环境适应性等因素。
1. 推进器控制推进器控制是深水潜器运动控制系统中最基本也是最重要的一环。
推进器能够产生均匀的推进力,从而使潜水器保持稳定的速度和方向。
同时,推进器还能够帮助潜水器实现上升和下降,以及左右转向等操作。
推进器控制系统的设计需要考虑各种复杂的海底环境因素,并确保推进器能够始终工作在高效和可靠的状态下。
2. 远程控制深水潜器的远程控制系统是整个运动控制系统的核心。
它能够通过遥控器或者计算机程序实现远程控制和监控。
远程控制系统的设计需要考虑到海水中信号传输的问题,确保远程控制的稳定性和可靠性。
3. 姿态控制姿态控制是指深水潜器在不同深度和不同速度下,保持稳定的姿态和浮力。
姿态控制系统通常包括液压系统、气压系统和电动系统等。
它们能够帮助潜水器实现上升和下降的操作,并确保潜水器保持稳定的速度和方向。
4. 感知数据采集和传输系统深水潜器的感知数据采集和传输系统是运动控制系统中非常重要的一环。
它能够从周围环境中采集各种数据,并将这些数据传输回地面控制系统进行分析。
这些感知数据包括水温、水压、水深、流体力学等数据。
深水潜器的控制系统需要能够实时获取这些感知数据,并作出相应的控制决策。
二. 潜水器的能源与数据传输系统深水潜器在海底环境中需要具备独立的能源供应和数据传输系统。
能源供应系统通常包括发电机和电池,并需要考虑到潜水器的能源消耗和环境适应性等问题。
海洋工程船舶综合电力推进系统关键技术分析

海洋工程船舶综合电力推进系统关键技术分析摘要:综合电力推进系统在海洋工程船舶中具有广阔的应用前景。
本文重点论述了海洋工程船舶综合电力推进系统的关键技术。
关键词:海洋工程船舶;综合电力推进系统;关键技术船舶电力推进技术的兴起是现代电力电子技术进步的必然结果。
同时,作为船舶主动力系统的电力推进系统,由于其高效率、高可靠性、高自动化及低维护,正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统。
一、综合电力推进系统的优势1、更好的综合经济性。
虽然电力推进的初期投资高,但能降低整个综合电力推进系统的维修量和维修费用,实现电能综合管理,减少了综合运行费用和排放污染。
2、更高的可靠性。
综合电力推进系统可通过调节电站运行发电机组的数量,使原动机工作在最佳状态,且使原动机的辅助设备通用且互为冗余。
多台发电机组的配置,供电网络的灵活结构形式和有效保护手段,使综合电力推进系统具有很强的抗故障能力和自愈能力。
3、更舒适的舱室环境。
综合电力推进系统使原动机脱离推进轴系,原动机布置更灵活,并在固定的转速下运行,便于降低机械噪声,可极大地提高航行的舒适度。
4、更大的有效舱容。
综合电力推进系统实现电能综合管理,采取用电负荷的错峰使用,可使原动机装船容量减少约20%~30%。
发电机组可灵活布置,也有利提高船舶的有效舱容。
5、更强的操纵性能。
综合电力推进系统的操纵性、机动性能优于机械式直接推进。
电动机的加减速、反转的控制相对原动机更快捷、响应时间更短,能方便地实现全速和紧急倒车;全速转向的回转半径小于2.5倍船长(机械式直接推进需4~5倍船长)。
同时,综合电力推进系统可实现无级调速。
二、综合电力系统关键技术1、中性点接地技术。
海洋工程船舶中高压供电网络的中性点接地处理方式选择是一个涉及电力系统多方面的综合性问题,综合来看,中高压电力系统区别于传统低压电力系统首要的是绝缘问题。
当前,船用中高压电力系统电压等级常用的有3.3kV、6.3kV,11kV,有的甚至已达到15kV,当发生单相接地故障时,接地电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭,同时,间歇电弧产生的过电压能进一步扩大故障。
功率控制在船舶电力推进系统中的应用

功率控制在船舶电力推进系统中的应用功率控制在船舶电力推进系统中的应用船舶电力推进系统是现代船舶的重要组成部分之一,而功率控制在船舶电力推进系统中的应用则是提高船舶能效和性能的关键。
本文将介绍功率控制在船舶电力推进系统中的应用,并探讨其对船舶性能的影响。
首先,功率控制在船舶电力推进系统中的应用可以通过优化能源利用来提高船舶的能效。
船舶电力推进系统一般由燃机、发电机和电动机组成,通过电力传输和转换实现船舶的推进。
在功率控制的帮助下,可以对燃机和电动机进行精确的控制,确保其工作在最佳工况下,从而最大限度地提高能源利用效率。
通过减少能源的浪费和损耗,功率控制可以大幅降低船舶的燃油消耗,进而减少对环境的污染。
其次,功率控制在船舶电力推进系统中的应用还可以提高船舶的性能和可靠性。
船舶电力推进系统的功率控制可以实现对推进力和速度的精确控制,从而提高船舶的操控性能。
通过对电动机的控制,可以实现对船舶的速度、转向和停航等操作的灵活控制,提高船舶的应变能力和敏捷性。
此外,功率控制还可以对电力系统进行监测和故障诊断,实现对系统运行状态的实时监控和安全保护,提高船舶的可靠性和安全性。
最后,功率控制在船舶电力推进系统中的应用对于船舶的节能减排和可持续发展也具有重要意义。
随着环境保护意识的增强和能源资源的日益紧张,船舶的节能减排成为了全球航运业的重要课题。
功率控制可以通过优化能源利用和提高船舶能效,减少船舶的燃油消耗和排放,降低船舶对环境的负荷,实现船舶的绿色运营和可持续发展。
综上所述,功率控制在船舶电力推进系统中的应用对于提高船舶能效和性能具有重要作用。
通过优化能源利用、提高船舶的操控性能和安全性,以及实现船舶的节能减排和可持续发展,功率控制为船舶推进系统的发展和航运产业的繁荣做出了积极贡献。
未来,随着科技的进步和能源技术的创新,功率控制在船舶电力推进系统中的应用将进一步发展壮大,为航运业的可持续发展开辟更加广阔的前景。
中型邮轮电力推进系统能效控制与优化研究

中型邮轮电力推进系统能效控制与优化研究摘要:不同于传统推进船舶,中型邮轮通常采用电力推进系统,其能效不仅受到推进器负荷的影响,还会受到除推进电机外的整个电力系统负荷的影响。
为了提升电力推进系统综合能效控制与优化,本文分析研究中型邮轮主要能耗设备的各种能效评估指标特点,提出了电力船舶的综合能效评估指标和利用能量管理系统来监测、管理船舶综合能效,分析了基于能量特性的运行工况可行性指标,介绍了相关船舶电力推进系统综合能效智能评估的方法的前提基础,为邮轮电力推进系统综合能效的控制和优化提供参考。
关键词:电力推进系统;能效控制;能效评估0引言中型邮轮通常采用电力推进系统,其能效不仅受到推进器负荷的影响,还会受到除推进电机外的整个电力系统负荷的影响。
这一区别导致中型邮轮营运能效不仅与风、浪、流等通航环境因素以及航行速度有关,还会受到船上乘客及设备用电负荷等多种因素的影响。
这些复杂多变的影响因素使船舶操作者很难仅根据自己的经验作出科学的节能操作。
因此本文接下来介绍船舶电力推进系统的组成部分,分析中型邮轮主要能耗设备的各种评估指标特点,提出了船舶综合能效评估指标计算方法和综合能效优化管理,为邮轮电力推进系统综合能效控制和优化研究提供理论基础参考依据。
1中型邮轮船舶电力推进系统的特征由于中型邮轮动力系统的容量大,一般使用中压或高压动力系统。
船用电力集成系统具有两个明显的特点:一是供电和接收点设备相互靠近,发电端与接收端集成度高,船用电力集成系统使用高功率密度和电子功率。
机舱的工业环境较硬,电磁耦合,磁滞特性和发动机温度的变化将导致发电机和推进发动机的参数发生变化。
很难描述集成动力船动力系统设备与非线性之间的各种关系。
它具有突出的特性,属于强大的非线性系统。
其次,船舶动力系统的负载经常变化,并且船舶的运行条件是可变的。
即使在相同工作条件下的功耗也很大,对应于不同工作条件的功耗也会有很大差异。
因此,为了解决船舶电力推进系统复杂的工作条件,需要进行改变,有必要确定不同工况下发电机组的形式。
电推进系统的先进控制技术研究

电推进系统的先进控制技术研究在现代航天领域,电推进系统正逐渐成为关键的动力解决方案。
电推进系统凭借其高效、高精度和长寿命等优势,为航天器的各种任务提供了强大的支持。
然而,要充分发挥电推进系统的性能,先进的控制技术至关重要。
电推进系统的工作原理相对复杂,它利用电能将工质转化为高速喷射的离子或等离子体,从而产生推力。
与传统的化学推进系统相比,电推进系统的推力通常较小,但具有比冲高的特点,这使得它在长时间的太空任务中具有巨大的潜力。
然而,这种小推力、高精度的特点也给控制带来了诸多挑战。
先进的控制技术首先需要解决的是系统的不确定性和非线性问题。
电推进系统在工作过程中,受到多种因素的影响,如电源波动、工质供应变化、环境干扰等,这些都会导致系统的性能出现不确定性。
同时,系统本身的物理过程也具有非线性特征,例如等离子体的产生和加速过程。
为了应对这些问题,研究人员采用了多种控制策略。
一种常见的方法是基于模型的控制技术。
通过建立精确的电推进系统数学模型,可以对系统的行为进行预测和控制。
然而,建立准确的模型并非易事,需要对系统的物理过程有深入的理解,并且要考虑到各种不确定性因素的影响。
为了提高模型的准确性,研究人员不断改进建模方法,结合实验数据和理论分析,使得模型能够更好地反映实际系统的特性。
另一种重要的控制技术是自适应控制。
由于电推进系统在工作中存在各种变化和不确定性,自适应控制能够根据系统的实时状态自动调整控制参数,以保证系统的性能和稳定性。
例如,当电源电压发生波动时,自适应控制器可以迅速调整推力输出,以维持航天器的轨道或姿态。
智能控制技术在电推进系统中的应用也越来越受到关注。
模糊逻辑控制、神经网络控制等方法具有处理复杂非线性问题的能力,能够为电推进系统提供更加智能和灵活的控制策略。
以神经网络控制为例,通过对大量的系统运行数据进行学习和训练,神经网络可以自动提取系统的特征和规律,并据此生成优化的控制策略。
除了控制策略的研究,传感器技术的发展也对电推进系统的控制起到了重要的支撑作用。
舰船综合全电力推进系统标准规范分析

. 大 容 量 的 电站 系统 ;分 布 式 环 型母 线 结 构 的配 电 网 21 发 电模 块 水 面舰船 综合全 电力推进 系统 主发 电机组未 来 的 络 ;永 磁 、多样 化 的大功率 推进 电机 ;拓扑结 构优 化
的变 流器 ;采用集 成模 块方 式 的系统 设计 和新 的推 进 发展 方 向是采用 以燃气 轮机为原 动机 的高速发 电机组 , 特别是采用永 磁和高温超导 的高速发 电机组[ 目前 , 1 1 , 方 式等 。 发 展综 合全 电力 推进 系统 的主要 目的是 开发 新 的 有关 永磁 和高温 超导 的高速 发 电机 组还处 于实验 室研 推 进 系统 ,将 发 电和 能量管 理系统 一体化 ,采 用最先 究 阶段 ,相关技 术 问题 还有 待进一s r ct onTe c
舰船综合全 电力推进 系统标准规 范分 析
张 平’ 陈 , 涛
(. 1海军驻广 ̄4 7 1 厂军事代表室 ,广州 50 1 ;2海军驻江南造船有限公 司军事代表室 ,上海 20 1 ) 2 1 5 . 7 00 1
摘 要 :本文首先介绍 了舰船综合全 电力推进技术的主要特点、意义及 国内目前相关标准规范的现状, 然后详细分析 了各分系统现有标准适用性情况,最后提 出了综合全 电力推进技术的标准化 制修订建议。 关 键 词 :舰船 ; 综合 全 电力 推进; 标 准
Ke r : aie I tg ae lee ti po u s n(F ) S a d r y wo ds M rn ; ne rtdf l lcr r p li I EP ; tn ad u c o
1 概 述
综 合全 电力 推进 技术 的特点 主要 包括 :高 电压 、
及 推进 电机模块【,以下是各模 块相关标准 的适用情况 2 】
船舶电力推进自动控制系统设计探究

船舶电力推进自动控制系统设计探究摘要】随着电力电子技术和交流变频技术的发展,船舶电力推进系统得到了广泛的应用。
本文以船舶电力推进系统为研究对象,针对系统中永磁同步电动机的结构进行研究。
控制系统中的点、螺旋桨、主要部件的转矩特性——动力和电力设备(IGBT)的驱动。
并进行了深入的分析和研究保护的动态特性,本文提出了一种IGBT并联稳定流量的自动控制方法,建立了永磁同步电机的数学模型、螺旋桨和基于PLC技术的永磁同步电机直接转矩控制系统仿真模型的船舶电力推进自动控制扭矩,设计船舶电力推进系统,通过总线通信接口实现PLC与变频器的数据交换,以及推进电机控制程序的荚。
利用船舶推进电动机起动Simulink仿真软件,加速和减速,突然突减负载仿真,仿真结果表明,船舶电力推进控制系统的可行性设计。
船舶电力推进自动控制系统的探索性研究是船舶电力推进技术的继承和发展,并希望这将有助于在中国推广和船舶电力推进控制技术的应用。
【关键词】船舶电力推进自动控制系统一、引言随着世界经济的不断发展,地球上的能源危机越来越严重,世界各国越来越重视节能减排和绿色环保。
由于电力推进系统在船舶机舱布局中消耗的污染少、灵活性强、机动性强、灵活性强,比柴油机或汽轮机直接驱动的船舶更受人们青睐。
近年来,国际国内船舶设计公司和研究机构加大了对电力推进的研究。
世界上有300多种不同类型的船舶采用电力推进系统,民用船舶电力推进系统已进入应用阶段。
如今,无论是潜艇和军舰,各种工程船、商船发展走向。
电力推进将成为未来大型船舶的首选方式。
船舶电力推进控制系统的核心是主推进单元的自动控制系统。
随着电力推进船舶吨位的增大,推进装置自动控制系统的要求也越来越高。
绝缘栅双极晶体管(IGBT)因其控制和驱动电路简单、容量大、速度快、损耗小、背压高而广泛应用于中、大功率电动机变频调速系统中。
由电机所需要的电压和频率的交流电源是通过控制和1GBT关闭传导提供。
但由于开启和关闭的频率高,而高电压和高电流,同志是轴承,IGBT被损坏的过电压过电流和过熟是很容易的。
水面舰船的电动推进系统及控制技术研究

水面舰船的电动推进系统及控制技术研究随着科技的飞速发展和气候变化的加剧,清洁能源在航海领域的应用也变得越来越重要。
电动推进系统成为了研究的热点之一。
在本文中,我们将探讨水面舰船的电动推进系统及控制技术研究的相关内容。
一、电动推进系统的基本原理传统的船舶推进系统是由柴油发动机和传动系统组成的。
然而,柴油发动机会排放大量的废气和排放物,给环境造成严重的污染。
相比之下,电动推进系统是一种更加清洁和高效的推进方式。
它是通过电机驱动螺旋桨来产生推力,而不需要燃料的燃烧过程。
电动推进系统的基本原理是将电能转化为机械能,然后再将机械能转化为推进力。
电机是电动推进系统中的关键部件,其工作原理是利用磁场作用力的作用原理,实现电能与机械能的转换,将电能转换为转动力矩,驱动螺旋桨产生推力。
二、水面舰船电动推进系统的类型电动推进系统的类型可以分为两类:直流电动推进系统和交流电动推进系统。
直流电动推进系统通常使用旋变直流电机作为主要驱动器,而交流电动推进系统则采用异步电动机作为主要驱动器,近年来,随着永磁同步电动机的发展,也逐渐开始应用于船舶电动推进系统中。
三、电动推进系统的优点和缺点电动推进系统的优点主要体现在以下几个方面:(1)清洁环保与传统的动力系统相比,电动推进系统具有非常显著的环保优势。
因为它不需要燃料的燃烧过程,从而避免了许多有害物质的排放,比如二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物等。
同时,在船舶的运行过程中,电动推进系统还可以回收一部分能量,从而减少了能源的浪费。
(2)高效经济电动推进系统可以将电能转化为机械能,从而实现更高的动力效率。
另外,由于电动推进系统不需要使用燃料,因此也降低了船舶运营的成本。
尽管电动推进系统具有明显的优势,但是也存在一些缺点:(1)成本较高相比于传统的动力系统,电动推进系统的成本比较高。
这主要是因为其核心部件——电动机,价格相对较高。
(2)储能技术有限目前,电动推进系统的储能技术还比较有限,这限制了其在一些特殊环境下的应用。