舰船全电力推进系统模拟研究
船舶电力推进系统运行的仿真
第34卷第4期 2011年12月中 国 航 海N AV IG AT ION O F CH IN AVol.34No.4 Dec.2011收稿日期:2011-08-01基金项目:上海市教委重点学科建设项目(J50602);上海海事大学校基金(2009171);上海海事大学研究生创新基金资助项目作者简介:包 艳(1982-),女,浙江湖洲人,博士生,主要从事电力系统控制、电力电子与电力转动的研究。
E -mail:yanbao@.文章编号:1000-4653(2011)04-0034-05船舶电力推进系统运行的仿真包 艳, 施伟锋(上海海事大学物流工程学院,上海200135)摘 要:船舶电力推进系统的推进电机单机容量大于发电机单机容量,属于重负载电力系统。
建立船舶电力推进系统运行的数学模型,在M AT L AB 软件平台上对该系统进行仿真运行。
对获得的电网电压信号,采用小波变换进行波形分析和特征抽取。
仿真实验结果表明,该船舶电力推进系统仿真模型合理有效。
关键词:船舶、舰船工程;电力推进船舶;电力系统数字仿真;重负载;小波变换;特征抽取中图分类号:U 664.14;T M 74 文献标志码:AResearch on Operation Simulation of Ship Electric Propulsion SystemB ao Yan, Shi Weif eng(Lo gestic engineering colleg e,Shanghai Maritime U niversity,Shang hai 200135,China)Abstract:M ar ine electr ic pro pulsion sy stems can be char acter ized as a heav y load pow er system,since the capacity of single pr opulsion mot or is bigg er than that of single electric g enerator.A mathematic mo del of marine electr ic pro -pulsion system is est ablished and is simulated o n the plat form of M A T L A B/Simulink.Feature ex traction fro m and w avefor m analysis o f acquired voltag e signals ar e conducted throug h wav elet tr ansfo rm.Simulation results indicate that the model of mar ine electr ic pr opulsion systems is rat ional and effective.Key words:ship,naval eng ineer ing;electr ic pr opulsion ship;pow er system dig ital simulatio n;heav y load;w avelet tr ansfor m;feature ex traction船舶电力推进是一种采用电动机直接驱动螺旋桨的推进方式,与传统的机械式推进相比,具有控制灵活、易于实现自动化、振动小、噪声低、污染排放少、舱室布置方便、全寿期费用低等特点。
美国海军先进驱逐舰DDG1000推进系统验证试验模型——海喷舰
内装 填 的是火 棉 ，雷头 上还 安装 了专用 于破坏 防雷 网的装 置 。尽管 如 ７英寸 ，由此 足见韦尔 鱼雷航行 时的稳
此 ， 拉 姆 斯 的 设 计 方 案 最 后 还 是 没 能 得 到 英 国 皇 家 海 军 的 青 睐 ， 因 为 定 性 。
１０ ０ ０码的射程在当时 已经满足不了军方 的要求 了。 让我们回头再看一下火箭鱼雷在美国的发展 ，上文出现过 的那位 巴伯
提 出的一切问题 ，但 两人的方案最终都 没有 为 美 国海 军 当局 所 采 纳 到 Ｉ 纪 ９世
。
三
的更加复杂
毛
主 声
－盈 —‘－ 墨 — ＿， ： ‘ ． 。 ， Ｉ
末 以火火 为力鱼发走 ，黑药箭动 的雷展
到 了尽 头 ， 成 了鱼 雷 发 展 史 上 精 彩 而 不 无 遗憾 的一 页 。 ９
舰将采用全电 推进系统，图中所示的是美国海军建造的 ＤＧＯ０ Ｄ Ｉ０ 驱逐舰 Ｉ舷。这两项试验的目的是为了验证电力 的缩比模型一一 “ 海喷舰”（ｈ ｅ ｅ ） ｔｅＳａＪ ｔ，它全长４ ， 米，主要用途是 ｌ推进舰船的低噪声性能和高机动性能力。 ０５
试验全电力推进系统和喷射推进系统。其ＡＪ２ 喷射推进系统是由罗尔 Ｗ一 １ 斯・ 罗伊斯海军设备公司开发的。喷射推进系统作为舰船辅助推进系统己 经有几十年的历史了，但美国海军计划在其下一代战舰上将喷射动力系统 作为主要推进系统，以取代传统的螺旋桨推进系统。该项试验将在爱德华
－ —— — —— Ｊ 一 一 － —— —— — Ｊ 一 一
一 ．
头上 的炸 药和火箭 内的火药 由一根引线 相 连 这 种 设 计 可 以确 保 一 旦 火 箭 内的
。
半潜船电力推进系统建模与仿真的开题报告
半潜船电力推进系统建模与仿真的开题报告一、选题背景目前，半潜船在海洋工程中得到了广泛应用，包括海洋油气勘探、海底管线建设、海洋风力发电等。
为了实现半潜船的高效运行，需要良好的电力推进系统。
电力推进系统的设计和优化对于半潜船的航行性能和能源效率有着至关重要的影响。
因此，建立半潜船电力推进系统的建模与仿真模型，对于深入理解电力推进系统的运行机理、优化系统性能有着重要作用。
二、研究内容和目标本文研究的内容主要是半潜船电力推进系统建模和仿真，包括以下内容：1. 半潜船电力推进系统的基本构成和工作原理的分析。
2. 对电力推进系统进行建模，包括功率转换、能量转移、机械传动等方面。
考虑到船舶运行的复杂性，使用物理模型进行建模，以达到更加真实的模拟效果。
3. 基于模型实现电力推进系统的仿真。
利用仿真工具（如 MATLAB/Simulink）对建模结果进行验证和优化。
4. 分析电力推进系统的性能指标，包括电能转换效率、能量损失、推进力、能耗等，并对其进行仿真。
通过仿真结果，提出优化方案，改善系统性能。
最终，本研究旨在建立电力推进系统的准确的物理模型，对其进行仿真和优化，提高半潜船的航行性能和运行效率。
三、论文结构本文共分为五个部分。
第一部分为绪论，包括研究背景、选题意义、研究内容和目标等。
第二部分为半潜船电力推进系统的分析与建模，主要讲述电力推进系统的基本构成和工作原理分析，并进行建模分析。
第三部分为电力推进系统的仿真，利用MATLAB/Simulink 工具对电力推进系统进行仿真分析。
第四部分为仿真结果分析与优化，对仿真结果进行分析，寻找优化方案，改善系统性能。
第五部分为结论与展望，对本次研究进行总结，并对未来的研究提出展望和建议。
关于电力推进系统的实时仿真
图 ２ ＲＴ Ｌ Ｂ 系统 开 发 流 程 －Ａ
用 户 在 上 位 机 上 运 行 建 模 软 件 并 创 建 数 学 模 型 ，然后 把数 学模 型 下载到 多处 理器 实 时仿真平 台
图 １ ｄ Ｐ Ｅ 系 统 开 发 流 程 Ｓ ＡＣ
ｄ Ｐ Ｃ 的优 越 性在控 制算 法 的研 究与验 证方 ＳＡ Ｅ
面 表现 的淋 漓尽致 ，并且 已经在 汽车 、航 空航 天及
国 内众 多大 学和 科研 院所 得到 广泛 的应用 。但 到 目 前 为止 ，在 电力传 动领 域 ，对 于 电力 电子 装置 的实 时 仿真 还仅 限于 快速 控制 原 型 （ Ｃ ）方面 ，针 对 Ｒ Ｐ 电力 电子装 置 高频特 性 ， 尚未 出现 ｄ Ｐ Ｅ在 实 Ｓ ＡＣ
一 羹
可直接 将 使用 Ｍａｌ ／ ｉ ｌ ｋ／ ａｅｌｗ搭 建 的算 ｔ ｂ Ｓｍｕｉ Ｓｔｆ ａ ｎ ｏ 法模 型生 成为 可 以实时运 行 的代码 ，并下载 到其 专 属 硬件 平 台上执行 。然 后模 型代码 在 ｄ Ｐ Ｃ Ｓ Ａ Ｅ硬件 平 台上 执行 时 ，可 以通 过 平 台所 具 有 的各 种类 型 的
Ｒ －ＡＢ 实 时仿真系 统是 加拿 大 Ｏ ａ Ｒ 公 司 ＴＬ ｐ１ Ｔ ． 开发 的一套 基于 模 型仿真 的实 时软 硬件 平 台。它 的 用 户 界面友 好 ，仿真 精度 高 ，扩展 性好 ，而且 有 开 放 的 开 发 接 口 。 Ｒ －ＡＢ 可 以 让 设 计 者 将 基 于 ＴＬ
时计 算机上 对其 进行 建模及 仿真 的相 关报道 。 ２２ Ｒ － ＡＢ实 时仿 真 器 ． ＴＬ
舰船综合电力推进技术的发展现状研究
【 摘 要 ］ 详 细 阐述 舰 船 综 合 电力 推 进 系 统 及 技 术 的 内 涵 和 特 点 ， 分 析 以美 、 英 两 国海 军 为 代 表 的 国 外 海 军 综 合 电力 推进 技 术 发展现状以及其涉及的推进电动机 、 变流器等 关键技术 ， 同 时 指 出 我 国 在 发 展 综 合 电 力 推 进 技 术 过 程 中 存 在 且 急需 解 决 的 一 些 关 键 性 问题 。 ［ 关键词 ］ 综 合 电力 推 进 ； 系统 组 成 ； 国 内 外 发 展 比较 ； 关 键 技 术
ｋ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ
由共 同 的发 电机 组供 电 ， 实 现 能 源 综合 利 用 和 统一
０ 引 言
舰 船 电力 推 进 已有 １ ０ ０多年 的历 史 ． 传 统 的 电 力推 进 是 一种 由原 动机 带 动 发 电机 发 电 ． 经 变 频器 供 电给 推进 电动机 ， 从 而驱 动螺 旋桨 的推 进方 式 ， 受 多种 因素影 响 电力推进 技 术经 历 了一个 曲折 的发 展
ｐ ｒ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｏ ｒ ．Ｍｏ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ， ｉ ｔ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ ｋ ｅ ｙ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｄ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒａ ｇ ｔ ｅ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｏ ｕ ｒ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｒ ｙ ．
船舶电力推进
船舶电力推进系统的现状与未来汤天浩上海海事大学2009.3内容提要•引言•历史——回顾船舶电力推进的发展•现状——船舶电力推进的主要形式•未来——全电船的提出与发展•新能源船舶与我们的研究工作•结束语1. 引言•发展背景•问题与挑战•研究背景自世界上第一艘以蒸汽机为动力的船舶问世以来，以热机（比如：柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等）为动力直接驱动螺旋桨的机械推进系统成为目前船舶推进的主要方式，在船舶动力装置中占据了主导地位。
•问题与挑战（1）船舶内燃机机械推进系统仍存在噪音大、调速范围小和灵活性差等问题难以解决。
与机械推进系统相比，采用电动机直接驱动螺旋桨的船舶电力推进系统则具有调速范围广、驱动力矩大、易于正反转、体积小布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。
（2）特别是近年来，随着电力电子器件、变流技术、传动控制系统以及新能源和新材料等高新技术的飞速发展，船舶电力推进系统正在经历着巨大变革。
而船舶电力推进系统作为大功率电力传动控制系统的重要应用领域之一，却由于其专业的特殊性未得到应有的关注和重视，致使国内在这方面的研究与国外先进水平的差距更加明显。
（3）随着全球石油资源的耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，人们必须在石油没有用完的约60年时间内找到新的能源及其动力装置。
这是人类在进入21世纪所面临的巨大问题和挑战之一，因此，人们一直在努力寻找能源利用效率高、不污染环境并可以再生的新能源及其利用方式。
本文试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面综述船舶电力推进系统的历史、现状与发展，并在此基础上，根据作者多次参加国际合作和交流的体会，提出了船舶电力推进系统未来发展中值得重视的一些问题，以便同行研究借鉴，并希望有更多的学者关注和投身到电力电子与传动控制这一新的研究领域中来。
2. 历史——回顾船舶电力推进的发展•船舶电力推进的历史可以追溯到1860年，世界上第一艘以蓄电池为动力，电动机直接驱动的电力推进潜水艇投入使用。
船舶综合电力推进系统陆上联调试验研究
船舶综合电力推进系统陆上联调试验研究发表时间：2019-12-12T11:31:57.120Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：杨东东[导读] 摘要：船舶综合电力推进系统设备众多，组成及接口关系复杂，为了确保系统顺利交付，节省上船调试及系泊航行试验时间，船舶电力推进系统一般在装船前需要进行陆上联调试验。
武汉海翼科技有限公司湖北武汉 430000摘要：船舶综合电力推进系统设备众多，组成及接口关系复杂，为了确保系统顺利交付，节省上船调试及系泊航行试验时间，船舶电力推进系统一般在装船前需要进行陆上联调试验。
基于此，本文主要对船舶综合电力推进系统陆上联调试验进行分析探讨。
关键词：船舶；综合电力；推进系统；陆上联调；试验研究1、陆上联调的必要性电力推进系统陆上联调是指整套电力推进系统所属设备的陆上联合试验，通过陆上联调试验验证系统内各设备间功能的协调性、参数的匹配性，接口关系的正确性，初步调整并确认系统参数和验证系统的性能指标，并检查系统运行的稳定性。
1.1陆上联调是检验机组成套性的重要环节在陆上联调试验中，一个主要任务就是进行机组的单机恢复试验、机组的手动、功率管理系统系统半自动并车试验及相关自动功能试验，检验机组成套性。
机组出厂时按照单机进行相关出厂试验，对于电力推进船舶使用最广泛是多机并联运行的自动工况，机组之间的动态特性、协调性影响着并联运行稳定性，这直接影响船舶的供电连续性。
联调场地负载配备齐全，有功负载和无功负载容量充足，负载均采用干式负载，安全可靠，负载可调性满足船级社的相关加载减载要求。
而船厂一般负载容量有限，负载试验接线属于临时接线，占用舱门通道，存在诸多安全隐患。
通过陆上联调试验，检验机组成套性，对机组特性及相关动态参数匹配进行初步调整，对配电板相关开关保护进行整定验证，可大大加快船厂系泊航行试验的进度。
1.2电站与推进系统匹配关系影响船舶安全在整个系统联调时，着重对电站系统及最大用电设备（推进负荷）的匹配性、协调性进行调试，匹配好电站及推进变频器的参数动态特性，推进系统作为船上最大的用电负荷，推进系统负荷决定了电站的负荷，在各种工况下，确保推进负荷限制在可用功率范围内，确保电站不过载，从而确保供电连续性，同时，电站系统动态调压调速特性、稳态调压调速特性决定了电站供电品质，同样影响着推进系统的安全运行。
基于相似度原理的船舶电力推进系统仿真可信度研究
ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ０ ｊ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ．Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ￣ ｔ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉｅ ｆ ｄ
ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ ｔ ｈ ａ ｔ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｍｂ ｅ ｒ ｓ ｈ ｉ ｐ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆｓ ｕ ｂ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ Ｔ ｈ ｅ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｈ ｉ ｐ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｆ ｕ ｚ ｙ ｚ ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｉ ｙ ｔ ； ｃ ｒ ｅ ｄ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ． 统 的 相 关参 数 。最 后 通 过 系统 的仿 真 结 果 进 行 分
电力推进 系 统的定 性 与定量 指标进 行 综合分 析 。将 影 响系 统 仿真 的可信 性 因素综 合起 来建 立评价 指标 体系 ， 并 依据 层次 分析 法原 理确 定 各指 标 的权 重 向量 。针 对专 家所 给 的权 重判 断矩 阵 ，进 行次序 一致 性检 验 和基
本一致性检验 。确定子系统隶属函数。验证仿真系统可信性分析方法的可行性，＿ 并 取得了较好的结果。
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：／ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｅ ｄ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｈ ｉ ｐ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ， ａ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｊ ｕ ｄ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｉ ｙ ｔ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｓ ｈ ｉ ｐ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ． Ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｔ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｅ ｄ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｙ ｔ ｆ ｏ
舰艇电力推进建模与分析一种方法
一种舰艇电力推进建模与分析方法摘要高性能电动推进系统的设计要求对电力和推进系统有透彻的动态分析。
本文提出了一种简单而有效的方法来模拟在电力和推进装置的相关组件，以促进整个系统的集成和分析预测系统的整体性能的目的。
其目的是说明一种整合的电力推进系统的建模和仿真环境，可以潜在暴露替代组件设计。
本文通过实例的方式，解决电动机推进系统以及燃气涡轮发动机和电动马达驱动相同的传动轴组成的混合动力系统的建模，分析和验证。
混合动力系统的一个实例是铲运机8推进NAVSEA的工程技术人员在最近一次会议上公布的设计讨论。
在混合动力推进系统的一个具体问题是，开始对电力驱动的轴，然后攥在燃气涡轮发动机。
这种情况存在于系统中是由于运行速度范围和燃气涡轮机和电动马达的性能动力学的差异。
使用所产生的系统模型，在本文中的示例将展示基于此特定情形的子系统的行为。
正在审议的动态模型是实际系统的代表和足够强劲的电力推进系统驱动器的初步设计分析的使用。
该模型的一个额外的好处是检查配电系统的不同性能方面的能力，例如：大小电子滤波器的电机驱动，作为一个螺旋桨轴加速度的功能。
绪论电力电子技术的进步在利用电驱动技术在商业和海军海洋产业的快速增长方面作出了贡献。
在新的商业船舶和目前一些海军舰艇的中，外部吊舱式电力推进器的演变一直是主要的推动力，推进系统的应用程序。
这些技术加上高功率的商业可用性，通过一个统一的架构（NRAC2002）供电的演变，使变频转换器能够驱动全电动船在推进和辅助系统中的共同电力来源。
在传统的船的设计中,多达90%的装机功率(机电)是演奏单一的推进,而不是用于操作其他用电如武器和传感器系统(NRAC 2002)。
随着美国和其他国家的海军走向电力推进,最终实现全电动军舰,有必要重定向来自船舶电力/推进的电力来支持大功率的武器和传感器系统以实现完整的战斗能。
对于这一过程所需要的是常见的电力系统体系结构，既灵活健壮，还要允许动态分配大量来自船舶的服务和推进系统的电力，以增进电武器、传感器和对策(NRAC 2002)。
基于RT-LAB的电力推进船舶半物理仿真研究
基于RT-LAB的电力推进船舶半物理仿真研究汪敏;欧阳松;杨俊飞【摘要】Small scaled model is often used in the research of electric propulsion ship. At the same time, simulation is also used in the research taking sites and funds into consideration. It has the defect because of the lack of confidence level in simulation. Based on the real-time simulation machine RT-LAB, the equipment which is restricted by sites and funds can be running in RT-LAB as models. Semi-simulation platform consists of RT-LAB and other substantial equipments. By this way, the confidence level can be improved and the working condition can be also modified freely.%实验室内电推船舶的研究常采用小比例模型的方式。
考虑到场地和经费的因素，仿真技术也被应用于电推船舶的研究，但是数字仿真存在置信度不足的缺点。
本文以实时仿真机 RT-LAB 为基础，将受场地经费限制的设备以模型的形式在仿真机中运行，与实物一起搭建电推船半物理仿真平台。
既可以克服数字仿真置信度不足的缺点，同时也便于进行工况的修改。
【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】4页(P77-80)【关键词】电力推进船舶;半物理仿真;RT-LAB【作者】汪敏;欧阳松;杨俊飞【作者单位】武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064;武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064;武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言20世纪 80年代以来，电力电子技术的发展和调速变换器技术的进步，为电力推进船舶的发展奠定了基础。
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半 物理 仿 真 系统 。集 中控制 台 、 频 调速 器 、 水 电 变 潜
图 １ 四电 机 电 力 推 进 配 置 图
动 机 、 电池模 拟 装 置 （ 蓄 用来 模 拟 真实 的蓄 电池 ） 水 、 ・９ ５・
和 埘 工程 ２ ０ ０２年第４期
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在 全 电力 推 进方 面 大 力 开 展 研 究 ， 得 了 长 足 的进 取
展。
的推进 功 率可 以分 为 两 部 分 ， 即巡 航 航 速分 量 和 加
速 航 行分 量 。 巡 航 功 率 由 电 机 Ｍ１和 Ｍ３提 供 ， 加 速 航行 时所 需 的 航 行 功 率 由 Ｍ１ Ｍ４提 供 ， 时 ， ～ 此
室 建 立 了模 拟研 究 系统 ， 配 置如 图 ２所 示 。 目前 ， 其 配 置 了两 套 推进 系统 。每套 推 进 系统 由螺旋 桨 负 载
模 拟装 置 、 流 异 步 潜 水 电动 机 （ ５ ｗ ） 变 频 调 速 交 １ｋ 、 装 置 、 电池 模 拟装 置 、 中控 制 台 等 组 成 ， 一 个 蓄 集 是
为 了增 强 我 国的 海 军 实 力 ， 快 全 电力 推 进 研 加 究 的步 伐 ， 校专 门建立 了电力 推 进 实验 室 ， 我 开展 电
舰 就采 用 与 图 １相 似 的结 构 ， 个 主推 进 螺旋 桨 的 每
功 率 为 １ ＭＷ ， ８ 它采 用 ３台柴 油 机 发 电 机 组 ， 总 功 （ 率 １ ． ＭＷ ） 一 台燃 气 轮 机 组 （ 率 ２ ． ＭＷ ） ９４ 和 功 ３５ 。
关 键 词 电力 推进 螺旋 桨 模 拟 装 置 仿 真 中图 分 类号 Ｕ６ ４ １ ６ ．４
Ｏ 引 言
与常 规 的舰 船 推进 系 统 相 比 ， 电力 推进 系 统 全 具 有 以下 优 点 ： ①原 动机 （ 油 机 或 燃 气 轮 机 ） 柴 的安 装 位 置灵 活 ， 动 机 的 数 量 减 少 到 常 规 推进 系 统 的 原
半（ ７ 从 ～８台减 少 到 ３ ～４台 ） ② 电 动 机 的 速 度 ；
控 制 灵活 、 响应 快 、 速范 围宽 、 速稳 定 性好 ， 以 转 低 可 省去齿 轮 箱 ； 用 一 套 通 用 的发 电 系统 提 供 用 于 推 ③ 进 和其 他 用 途 的 电 能 ， 电用 的原 动机 台 数 能 按 照 发 预期 的巡 航 加 速 曲线 得 到 优 化 ； 作 为 电 能 传 输 介 ④ 质 的电缆 在 战 斗 中 有 较 低 的易 损 性 ， 护 电 缆 比保 保 护细 长 的螺 旋 桨轴 容 易 得 多 ； 容 易得 到 更 大 的推 ⑤ 进 功率 。 由于 上述 的 优 点 ， 界 上 的 军 事 强 国 已经 世
一
力推进 系统的部件 、 系统组成和控制规律 的研究。 １ 全 电 力 推 进 及 其模 拟 研 究 系统 的 组 成
在 考 虑全 电力 推 进 系统 的组 成 时 ， 考 虑 增 强 应
舰 船 的生 命力 、 降低 水 下 噪 声 和 减 少 全 寿命 期 的 费
用 。对 于 舰船 的主 推 进 ， 常 采 用 ４台 电机 的 配 置 通 方 案 。 图 １是 国外 典 型 四电机 的配 置方 案 。所 需 要
控 制 指 令及 参 数 反
直 流他 励 发 电机
／—、转矩输出
转 矩 、转 速 流 、 电压 测量
似 。舰船 的本体 采 用 软 件 模 拟 方 法 ， 就某 型深 潜 救 生 艇 的配 置 完 全 一 样 。螺 旋桨 负 载模 拟 装 置可 以真 实地 模拟 实 际舰 船 的螺旋 桨 在 各种 工 况 下 的 实 际 特 性 ， 相 应 的转 矩 把 加到潜 水 电动机 上 ， 其 与 实 际 舰 船 的 推 进 情 况 相 使
离 合器 Ｌ 、 Ｈ Ｈ１ Ｌ ２是 接 触 的 ， 四个 电机 共 同工 作 ， 同 时提 供 功 率 。整个 舰 船 的 电站 由 ３台 发 电机 Ｇ１ ～
Ｇ３ 成 ， 组 Ｇ１由燃 气 轮 机 驱 动 ， ２ Ｇ Ｇ 、 ３由 柴 油 机 驱 动 。通 常 燃气 轮 机 的功 率 较 大 ， 乎 相 当 于 两 个 柴 几 油 机 的功 率 。例 如 德 国建 造 的一 艘 全 电力 推进 护 卫
摘 要 介 绍 了舰 船 全 电力 推进 系统 的优 点 、 型 国外 电力 推进 系 统 和 我 校 建 造 的舰 船 电力 典 推进 模 拟 研 究 系统 的 组成及 其 工 作原 理 。 重 点研 究 了螺 旋 桨 负 载模 拟装 置 的硬 件 组 成 、 关 的计 相 算及 控 制 方 法 。在 此基 础 上 ， 采用 电力推 进 舰船 的运 动进 行 了半 物 理 仿真 ， 得 了较 好 的效果 。 对 取
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舰 船 全 电力 推 进 系 统 模 拟 研 究
罗 耀 华 副教授 哈尔滨工程大学自 动化学院［５０１ １００］
叶 瑰 昀 副教授 哈尔滨工程大学自 动化学院［５０ １ １００ ］
刘 勇 讲 师 哈尔滨工程大学自 动化学院［５０１ １００］
这 种 系统 可靠 性 非 常 高 ， 因为 每 个 螺 旋 桨 的 推 进 系 统 由两套 完 全独 立 的推 进 系统 组 成 。
对 于水 面 的舰 船 ， 了有 主 推进 系 统外 ， 有 艏 除 还 侧 推 和艉 侧 推 系 统 。对 于水 下 的 潜 艇 ， 了 具 有 上 除 述 的推进 系 统外 ， 往 还具 有 艏 、 往 艉垂 直 推 进 系统 。 为 了能 够 研 究 与 图 １类 似 的系 统 ， 们 在 实 验 我