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《大连海事大学》 2011年
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基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究

赵宏革  
【摘要】:基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究,以大容量、大转动惯量系统为研究对象,以直接转矩控制理论为基本控制原理,以解决应用于交流电力推进船舶的推进电机控制技术为目的开展了系统研究,为完善和改进目前船舶电力推进系统中存在的问题,掌握电力推进控制系统控制技术,并逐步实现国产化提供理论依据和实践经验。 本文首先对船舶电力推进系统的发展历史和应用现状进行了详细的阐述,并对直接转矩控制技术的发展过程、存在的问题以及目前的研究热点和现状等方面进行了系统描述和研究,从而找出直接转矩控制技术在应用于船舶电力推进系统时的特殊需求,探索适用于船舶电力推进系统的直接转矩控制技术的完善与改进方向。 其次,在建立基本直接转矩控制系统模型的基础上,提出了转矩脉动分析指标,并对输出转矩脉动成因进行了系统分析。以此为出发点,探索减小电磁转矩脉动的改进控制策略。 之后,对零电压矢量在直接转矩中的调节作用以对比分析和定性分析加定量分析计算的方式进行了系统研究,给出了零电压矢量的作用效果与其它相关控制变量的定量关系,为零电压矢量的合理使用提供了理论依据。在此基础上,提出了电压矢量控制扇区12扇区划分的理论和预置区域的零电压矢量插值算法,不需增加主控回路功率器件,解决零电压矢量施加效果的不可预知问题,发挥其对转矩的“独特”调节作用,减小电磁转矩脉动,为大容量、大转动惯量系统实现推进电机加速控制提供控制思想。 通过各控制变量空间矢量关系的数学分析,提出了直接转矩控制预测算法,设计了一个磁链幅值预测单元,提供了磁链幅值增量计算公式和电磁转矩定量预算公式,为直接转矩预测控制技术研究提供理论基础。 通过α角对电压矢量调节作用影响的定性与定量分析,并结合船舶电力推进系统的自身特点与工况要求,以及直接转矩常规控制策略面对大容量、大转动惯量系统所暴露出的问题,系统分析了转矩调节不对称性的成因,探求转矩调节不对称性本质,为在特定的工况时,合理的利用转矩调节的不对称性,对提高控制系统的动态响应速度、保证DTC系统的动态性能和静态调节精度提供理论依据。 最后,针对船舶电力推进系统,在不增加任何外部硬件设备的前提下,基于零电压矢量作用效果的研究结果、“十二扇区划分”、“零电压矢量插值算法”、转矩调节不对称性分析的结论等,设计了“船舶电力推进直接转矩控制自适应控制系统”,并经过与实船测试数据的对比分析,验证其有效性。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U664.14

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郭昊昊;基于电机互馈平台的船舶推进电机控制研究[D];大连海事大学;2012年
2 汪金波;基于DSP直接转矩控制负载模拟系统的研究[D];集美大学;2012年
3 洪鹏鹏;基于准比例谐振电流调节器的无位置传感器矢量控制系统的研究[D];浙江工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 尚重阳;无速度传感器直接转矩控制系统研究[D];西北工业大学;2007年
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄志武;单勇腾;桂卫华;年晓红;;无速度传感器感应电机自适应观测器的稳定性分析与设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 刘贤兴;乔薇;周旭;胡育文;;基于扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器异步电动机直接转矩控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘志刚;李世华;;永磁同步电机的二阶自抗扰控制算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张细政;王耀南;;永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 盛义发;喻寿益;洪镇南;;一种新颖的永磁同步电机直接转矩控制方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 朱熀秋;郝建欣;张伟霞;潘伟;刘贤兴;;无轴承异步电机两种磁场定向控制系统设计与性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 刘慧贤;丁世宏;李世华;陈夕松;;基于有限时间控制的永磁同步电机位置伺服系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 林伟杰;刘栋良;吴秋轩;;基于矩阵变换器的永磁同步电机直接转矩控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
9 潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;;无轴承永磁同步电机转矩和悬浮力直接控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 张勇军;郝春辉;;带有负载转矩观测的感应电机广义预测控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 解学参;吊舱推进器推进及空泡性能的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
3 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
4 张红娟;变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D];太原理工大学;2011年
5 陈仲伟;基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 刘子建;四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究[D];中南大学;2010年
7 盛义发;城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究[D];中南大学;2010年
8 王坚;牵引电机无速度传感器间接定子量控制研究[D];中南大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
4 苏鹏;带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
6 丁鉴彬;注塑机械手控制系统设计研究[D];山东科技大学;2010年
7 葛金法;感应电机矢量控制系统研究与实现[D];浙江理工大学;2010年
8 王瑞玲;无刷直流电动机调速算法及起动电路研究[D];郑州大学;2010年
9 史文韬;基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郝春学;基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 罗耀华,叶瑰昀,刘勇;舰船全电力推进系统模拟研究[J];船舶工程;2002年04期
3 陈实如,张京娟,李殿璞,孙尧;船用螺旋桨负载动态实验仿真装置研究[J];船舶工程;2002年05期
4 冀路明,徐定海,陈新刚;发展综合全电力推进技术是现代舰船发展的客观要求[J];船舶;2002年02期
5 陈实如,王军,张京娟,李殿璞;船用螺旋桨负载动态实验仿真装置研究[J];船电技术;2001年04期
6 张启平;罗勇忠;郭国才;芮江;;新一代航母电力推进系统技术展望[J];船电技术;2006年06期
7 王永军;刁利军;刘志刚;;舰船电力推进特性仿真试验系统研究[J];船电技术;2008年03期
8 栾胜利;;船舶电力推进技术的发展[J];船电技术;2009年04期
9 汪金波;许顺孝;;螺旋桨负载仿真的发展与应用[J];船电技术;2011年11期
10 李明;黎菁;段征;;船舶混合动力系统的研究[J];柴油机;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
2 林治国;船舶电力推进系统的硬件在回路仿真[D];武汉理工大学;2011年
3 陈鸿蔚;交流异步电力测功机系统及其软测量技术研究[D];湖南大学;2009年
4 张辉;永磁同步电机变频驱动鲁棒控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年
5 吴芳;无传感器永磁同步电机的位置辨识与控制研究[D];华中科技大学;2011年
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8 薛士龙;船舶电力推进仿真装置及其关键技术的研究[D];上海海事大学;2006年
9 郭燚;船舶电力推进双三相永磁同步电机驱动控制研究[D];上海海事大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔秀亮;异步电机直接转矩控制系统研究[D];大连理工大学;2010年
2 周鹏;吊舱电力推进直流传动系统的设计[D];武汉理工大学;2011年
3 郑晖;吊舱电力推进交流传动系统的设计[D];武汉理工大学;2011年
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10 周伟;螺旋桨负载仿真装置[D];哈尔滨工程大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 谢骁;基于MRAS船舶异步推进电机无速度传感器矢量控制研究[D];大连海事大学;2013年
2 吴征宇;电动负载模拟器控制系统的设计[D];大连海事大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 冀路明,汪庆周;二十一世纪的Azipod吊舱式电力推进系统[J];船舶工程;2002年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 谭茀娃;金如麟;王建辉;肖杭;;现代永磁同步电动机的磁路结构和参数设计[A];'2001第六届中国小电机技术研讨会论文集[C];2001年
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3 李永东;张猛;肖曦;梁艳;;永磁同步电机模型参考自适应无速度传感器控制方法[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李磊;异步电机无速度传感器直接转矩控制系统的研究与实践[D];南京航空航天大学;2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李海平;无速度传感器直接转矩智能控制算法及优化[D];沈阳工业大学;2003年
2 陈常清;基于SVPWM技术的感应电机变频调速系统研究[D];南京航空航天大学;2004年
3 于敬武;异步电机直接转矩控制研究[D];西北工业大学;2004年
4 惠渊涛;基于DSP的直接转矩控制系统[D];西北工业大学;2004年
5 陶一凤;无速度传感器直接转矩控制系统的研究[D];广西大学;2004年
6 王爱祥;交流电机无速度传感器矢量控制系统的研究[D];南京理工大学;2003年
7 黄斌;异步电机直接矢量控制开发与转子电阻辨识方法研究[D];清华大学;2004年
8 杜庆;无速度传感器感应电机直接转矩控制研究[D];西北工业大学;2005年
9 黄鹏程;吊舱式电力推进系统原理和管理控制的研究[D];大连海事大学;2005年
10 张庆文;吊舱电力推进装置及其螺旋桨设计研究[D];大连理工大学;2006年
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4 朱鹏程;康勇;陈坚;;一种新颖的变占空比直接转矩控制方案[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
5 王超;李世华;田玉平;;基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
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8 张志宝;;直接转矩控制策略的仿真研究[A];第十六届全国煤炭自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙丹;高性能永磁同步电机直接转矩控制[D];浙江大学;2004年
2 金孟加;面贴式永磁同步电机直接转矩控制策略研究[D];浙江大学;2006年
3 徐艳平;永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D];西安理工大学;2008年
4 徐中;基于FNNS的感应电机直接转矩控制研究[D];大连理工大学;2001年
5 宋昌林;基于磁场定向的感应电机直接转矩控制研究[D];西南交通大学;2004年
6 巫庆辉;三相感应电机无速度传感器直接转矩控制技术研究[D];大连理工大学;2006年
7 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
8 黄志武;无速度传感器直接转矩控制策略的研究[D];中南大学;2006年
9 刘英培;PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D];天津大学;2010年
10 赵宏革;基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D];大连海事大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗建鑫;交流异步电机直接转矩控制的研究[D];北方工业大学;2012年
2 李西光;异步电动机新型直接转矩控制研究[D];北方工业大学;2009年
3 李辉;改善直接转矩控制低速性能的研究[D];湘潭大学;2005年
4 杨淑霞;电动汽车异步电机直接转矩控制的研究[D];西南交通大学;2003年
5 杨文杰;异步电机与无刷双馈电机的直接转矩控制研究[D];太原理工大学;2007年
6 刘东星;三相永磁容错电机直接转矩控制技术的实现[D];大连海事大学;2012年
7 石书琪;直驱风力发电变流系统的直接转矩控制研究[D];湖南大学;2012年
8 孙振川;异步电机直接转矩控制理论和技术的研究[D];山东大学;2008年
9 马志财;双馈电机直接转矩控制低频特性研究[D];沈阳工业大学;2009年
10 代晓鸥;电动汽车交流驱动系统的直接转矩控制的研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
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