模糊控制在船舶发电机励磁控制系统中的应用

【摘要】：目前,由于船舶吨位的不断增加和船舶自动化水平的提高,大功率电动机和大功率半导体器件在船舶上的应用越来越广泛,对船舶同步发电机励磁控制系统的要求也越来越高;同时随着计算机和大规模集成电路的发展,数字式励磁调节器将逐步取代模拟电路组成的励磁调节器,并且单片机的应用也越来越普遍,它具有体积小专用性强等优点,为构成专业控制系统提供了有利条件。 发电机在正常运行时,负载总是不断变化的,而不同容量的负载,以及功率因数的不同,对同步发电机励磁磁场的作用是不同的,对同步发电机的内部阻抗也是不一样的。要维持同步发电机的端电压在一定水平,就必须根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流。显然,这一调节过程只有通过自动电压调节器才能实现。 本系统以单片机作为控制核心,以模糊PID复合控制为主要的控制思想,将原有依靠模拟电路实现的励磁调节系统改造成数控励磁调节系统。本论文介绍了模糊PID复合励磁控制器的工作原理;对于系统的硬件及软件设计进行了详细的解释,包括模拟量采集单元的设计、同步电路的设计、触发电路的设计等以及软件的控制思想和编程方法;本论文还对工作过程中出现的各种干扰进行了分析并采取了相应的强力措施,使系统工作更可靠。在实验过程中使用了南京伟福公司生产的E2000/L型单片机仿真器和WAVE开发工具,在WINDOWS环境下进行调试开发。本系统设计完成后,在实验中基本上达到了预期的效果。