船舶轮缘推进器关键技术研究现状和发展趋势

采用电力直驱模式来完成电能与机械能的无传动转化是高端交通动力装备领域的未来战略性技术之一。轮缘推进器(RDT)作为一种高度集成的电力直驱推进,是近年来研究的热点。文章梳理了船舶轮缘推进器的6项关键技术,包括水力部件设计及优化、电机设计及控制、水润滑轴承的设计和性能强化、系统集成与测试、船体匹配及联合控制以及可靠性评估与智能运维;阐述了各项技术的研究现状和趋势,总结了国内外RDT产品和实船应用情况。研究和应用表明,节能、环保、灵活的轮缘推进器是绿色智能船舶电力推进形式的重要选择,高性能轮缘推进器专用化设计、效能提升和状态监测以及智能运维是轮缘推进器未来重要发展趋势。

船舶推进电机预测磁链控制研究

为解决船舶推进电机传统预测控制中涉及的权重系数的整定和优化问题,以及推进电机在预测控制下的无速度传感器问题,提出使用自适应预测磁链控制。首先分析预测转矩控制的控制性能和原理,并将改控制方式中的以控制磁链和转矩为目的转化为对等效定子磁链的控制,从而形成预测磁链控制;同时引入自适应控制算法以实现电机的无速度传感器控制;最后对推进电机的传统控制方式和自适应预测磁链控制进行仿真对比研究。预测磁链控制可以成功消除对权重系数的整定工作及其影响,且有着很好的启动性能、减少了谐波分量、降低了磁链和转矩脉动。同时,自适应控制算法对各个工况的转速观测精度都很高。自适应预测磁链控制对异步电机有着优良的控制效果,且具有很好的稳态特性和鲁棒性,可提高船舶推进电机的控制性能。

船用电机状态监测及故障诊断案例分析

针对船用电机状态监测和故障诊断等问题,文章结合典型电机状态监测案例,详细描述了故障状态监测过程、故障诊断方法,最后总结了监测诊断经验。

主动参与惯性调频的船舶变频负载电机-电容协同控制方法

针对船舶变频负载参与系统惯性调频的难题,该文提出变频负载电容储能-电机转速协同的模型预测控制策略,实现变频负载中不同惯量资源主动响应和协同优化综合电力系统的动态频率。建立系统频率-电机转速-电容电压状态空间方程,提出电机-电容惯量响应系统频率变化的控制机理;建立考虑负载运行约束的系统频率预测模型,提出计及频率动态响应以及电机-电容最优调控性能的代价函数,并给出基于频率偏差约束的权重参数优化方法,实现变频负载的主动响应及电机-电容的协同控制。建立船舶综合电力系统RT-LAB半实物仿真模型,试验表明所提方法有效提升了电机-电容的自适应协同能力,使变频负载充分参与频率动态调节。

船舶驱动用直线同步电机牵引力特性计算

船舶驱动用直线同步电机的牵引力特性对其性能提升有着显著的影响。为此,基于虚功原理,提出了一种新型超导直线同步电机的牵引力特性的解析计算方法--双边傅里叶分解方法。首先,对该系统的整体结构和牵引原理做了简单介绍;接着通过磁悬浮系统储能的变化,推导了该直线同步电机的牵引力解析表达式;最后利用有限元仿真验证了该原理计算的准确性,分析结果表明该解析模型具有相当的准确性。本文提出的新型解析模型对船舶驱动用一体化直线同步电机的电磁结构设计方案提供了快速准确的研究方法。

基于BP神经网络的舰船电机故障诊断

为了准确判断舰船电机故障类型,找到故障原因,建立基于BP神经网络的舰船电机故障诊断模型,收集故障样本数据。运用MATLAB软件进行仿真,以实例进行检测。检测结果表明,构建的模型准确可靠,可以模拟电工人员对舰船电机故障作出正确诊断,验证了BP神经网络的优越性和可行性。

滑模预测离散变结构控制用于船-舵伺服系统

提出基于滑模预测思想的离散变结构控制设计新思路,以不确定系统的名义模型作为滑模预测模型,以理想趋近律作为参考滑模轨迹,将预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入离散准滑模变结构控制系统的设计。将理论成果应用于船一舵伺服系统设计了航向自动舵,仿真结果表明,该文方法可有效消除抖振现象,设计的航向控制器可以快速准确地跟踪设定航向,并且能够有效抑制参数摄动和外界风浪干扰对船舶运动的影响,具有很强的鲁棒性。

基于直接转矩控制的船舶主推进电机控制仿真研究

介绍了船舶全电力推进系统的基本结构及特点;分析了直接转矩控制系统的控制原理、特性,以及将其应用于全电力推进船舶主推进电机控制的必要性.重点是直接转矩控制系统的组成与实现,以及在Matlab/simulink环境下完成的系统建模和仿真.仿真结果表明,直接转矩控制系统的应用明显提高了推进系统的性能.

高温超导船用推进电动机的发展和现状

超导体在超导状态下可以产生大电流和强磁场,超导电机就是利用超导技术及材料研制的一种高性能的电机,因而超导电机具有低损耗、体积小、大功率和高转矩等优良特性,这对于空间和重量严重影响整体性能的船舶,尤其是对军舰、潜艇具有巨大的应用前景。主要阐述了船用高温超导电机的特性及代表世界先进发展水平的船用推进高温超导电机,指出了基于高温超导技术的船用推进电机的优越性,最后总结了高温超导电机应用前景及发展趋势。

舰船电机控制系统中的不稳定数据挖掘方法研究

本文提出一种基于功率谱密度估计的舰船电机控制系统中的不稳定数据挖掘方法。对舰船电机控制系统中的不稳定数据进行信息与信号模型构建,对不稳定数据进行时域和频域分析与描述,在时频域中进行功率谱密度特征提取,实现对不稳定数据的经验模态分解和多分量幅度调制,增强功率谱密度特征对舰船电机控制系统中的不稳定数据的表征能力,提高数据挖掘性能。仿真结果表明,采用该算法能有效提高舰船电机控制系统不稳定数据挖掘精度,准确检测概率较高,在舰船电机控制系统的运行状态监测和故障诊断分析中具有较好的应用价值。

Matlab在航线配船中的应用

利用OLE自动化技术实现Visual Basic调用Matlab函数进行航线配船,应用于赤水河机动驳船队配船,证明该方法的有效性,将Visual Basic的可视化界面与Matlab强大的数值计算相结合,为航线配船提供了一种有效的解决手段。

舰船摇摆条件下固体火箭发动机舰载寿命预估

为了预估长期远航舰艇的导弹固体火箭发动机舰载寿命,分析了各种海况下舰船摇摆运动对发动机装药形成的载荷;在对发动机装药应力-应变计算的基础上,利用基于耗散能的装药累积损伤理论,提出了在不同海域执行任务的舰载导弹固体火箭发动机舰载寿命的评估方法。

基于DS18B20组网的机舱电机温度监测系统设计

针对远洋航行船舶电机自动化监测水平不高的现状,为有效提高工作人员对重要电机的监测能力,研究以DS18B20温度传感器和STC89C52单片机系统为下位机,以PC机为上位机,设计了一套可以监测2台电机温度的远程监测系统,描述了硬件设计过程,重点对DS18B20温度传感器的性能特点和应用编程方法、下位机测温软件实现,以及VB应用程序的设计方法进行了介绍,通过系统运行演示验证了可行性。基于该系统,工作人员可以实时监测机舱电机温度,并能及时发现故障隐患,从而开展有针对性的检查维护,将故障消除在萌芽状态。同时还能对电机维护保养项目进行记录和查询。

机动车船模拟训练器在静脉输液培训中的应用

目的探讨模拟机动车船动态条件下护士静脉输液训练效果。方法对30名护士进行机动车船模拟训练,包括能力素质评估、适应性训练、动作分解训练和动作合成训练4个阶段,并与传统训练方法进行比较。结果护士静脉输液操作成绩和满意度均高于对照组(P<0.01或P<0.05)。结论模拟战时和突发应急事件环境组织训练,提高了护士综合素质和应对突发事件的能力。

IGBT-PWM直流调速系统在船模自航中的应用

介绍了船模自航试验中电机直流调速控制系统的主要工作原理、控制方式及试验效果.该系统采用IG-BT大功率器件作为开关元件,采用PWM控制方式.设计了基于ATmega128和CPLD的直流调速控制系统,包括IGBT的驱动与保护电路、正交编码器接口电路.通过引入不完全微分PID控制,在实验中较好地实现了船模电机速度的控制要求.

基于神经网络的舰船电机轴承异常检测研究

针对当前舰船电机轴承异常检测正确率低、检测自动化程度低、检测过程十分耗时等难题,为了提高舰船电机轴承异常检测效果,设计了基于神经网络的舰船电机轴承异常检测方法。首先提取舰船电机轴承状态信号,采用小波包分析去除舰船电机轴承状态信号中的噪声,然后采用Hilbert变换提取电机轴承异常状态的特征,将特征作为神经网络的输入,电机轴承异常作为神经网络的输出,建立舰船电机轴承异常检测模型,最后进行舰船电机轴承异常检测的仿真实验,本文方法的舰船电机轴承异常检测正确率超过95%,能够很好检测到舰船电机轴承异常现象,而舰船电机轴承异常检测时间要少于当前其他舰船电机轴承异常检测方法,能够满足舰船电机轴承异常检测的实际要求。

舰船多相永磁同步电动机推进控制系统辨识与仿真研究

研究了舰船电力推进系统的数学模型及其非线性特性。建立了螺旋桨负载的数学模型。针对舰船多相永磁同步电动机推进控制系统在其参数不确定而导致系统反馈线性化的效果变差,无法达到预期的优化性能,严重时甚至会造成系统的不稳定的问题,本文提出了采用扩展卡尔曼滤波方法对系统进行参数估计的方法,应用非线性系统的逆系统方法对控制器参数进行优化设计,并进行了仿真。仿真结果表明,所采用的方法能够使系统达到预期的优化动态性能指标,提高了系统的鲁棒性,具有较好的实用价值。

电力推进式船舶电机功率控制方法

为了提高推进式船舶电机功率控制的稳定性,设计新型船舶电机功率控制方法。将船舶交流电机模型进行坐标变换,生成αβ两相坐标,将功率参数代入到坐标系内,计算电机瞬时功率P*和Q*,利用功率参数和坐标系变换矢量,求取船舶电机功率电压给定值并传输到船舶控制逆变器内,进行功率通断,生成控制信号,实现船舶电机功率的稳定控制。实验研究表明,与传统方式相比,使用设计的新型电机控制方法后,船舶电机瞬时功率稳定性提高17%,固定时间内电机功率稳定性提高20%,具有鲜明优势性。

船舶吊舱推进电机控制策略发展综述

随着船舶节能减排要求的提高,吊舱推进系统因其具有常规电力推进无法比拟的优点而成为目前国内外造船界的研究热点。本文对船舶吊舱推进电机的类型及特点进行分析,归纳和总结了国内外在船舶吊舱推进电机的结构、类型、负载特性以及电机控制等方面的研究及应用现状,并对推进电机的控制策略进行分析。在此基础上,对未来船舶吊舱推进电机控制策略的发展做了展望,并对基于无模型自适应控制的船舶吊舱推进电机控制系统进行研究。

舰船运动对固体火箭发动机粘接界面疲劳损伤研究

针对固体火箭发动机在舰船运动影响下损伤难以评估的问题,以某固体火箭发动机为例,建立了摇摆载荷作用下发动机药柱粘接界面的疲劳损伤评估方法。通过推进剂粘接界面定应力往复剪切试验获得了其粘接界面的疲劳损伤特性;利用有限元分析方法计算得到了发动机界面剪切应力较大部位的应力谱;运用雨流计数法和Miner线性累积损伤原理对发动机粘接界面的疲劳损伤进行了评估。试验与仿真结果表明,推进剂粘接界面应力幅值和疲劳破坏次数的自然对数满足指数型方程,并且在给定舰载条件下发动机海上战备值班一年的寿命比仓库贮存时至少降低8.62%.