[发明专利]船舶电力系统励磁电压调节方法

权利要求书

1.一种船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，包括步骤：

S1、建立船舶电力系统的数学模型，包括同步发电机模型、原动机调速系统模型、励磁电压调节模型和负荷模型；

S2、搭建原动机仿真模型，输入为额定转速和实际转速，输出为原动机输出功率；

S3、PID控制器控制原动机仿真模型空载运行，并调节PID控制器参数；

S4、搭建励磁调压仿真模型，输入为额定电压、正序电压和接地电压，输出为励磁电压；

S5、以船舶电力系统所带负载的多少为判断条件，分别搭建两个励磁电压调节模型和反馈环节模型；

S6、设计一模糊控制器，针对两个励磁电压调节模型和反馈环节模型选择不同PID控制器与所述模糊控制器结合，形成多模型模糊PID控制器；

S7、用正序电压大小来表示系统所带负载多少，当正序电压大于或等于361V时，选择第一励磁电压调节模型和对应的第一多模型模糊PID控制器；反之选择第二励磁电压调节模型和对应的第二多模型模糊PID控制器，进行调压。

2.根据权利要求1所述的船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，所述同步发电机模型为六阶模型，同步发电机为凸极电机。

3.根据权利要求1所述的船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，建立所述原动机调速系统模型包括：将船舶电力系统的调速系统分为原动机在内的若干部分，将原动机作为一个一阶惯性环节与一个纯滞后环节相串联的形式，针对双脉冲电子调速器进行建模。

4.根据权利要求1所述的船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，所述励磁电压调节模型为无刷同步发电机励磁调压模型，分为电压测量单元、调节单元、励磁机单元和反馈单元，所述电压测量单元包括正序电压通过滤波器。

5.根据权利要求1所述的船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，步骤S5包括：根据船舶电力系统带50%负载和满载两种工况，分别搭建了两个励磁机和反馈单元模型。

6.根据权利要求1所述的船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，还包括步骤：

S8、将原动机调速系统模型和励磁电压调节模型封装，接上同步发电机模型和负载模型，组成船舶电力系统仿真模型；

S9、船舶电力系统仿真模型输出为原动机输出功率、励磁电压、发电机机端实际电压及原动机实际转速，改变船舶电力系统仿真模型带负载情况，观察励磁电压和发电机端电压的变化。

7.根据权利要求1所述的船舶电力系统励磁电压调节方法，其特征在于，所述模糊控制器包括：

将同步发电机模型输出端电压偏差、同步发电机模型输出端电压偏差变化率作为所述PID控制器的输入变量，它们的论域分别为 X=[-76,76]与 Y=[-8,8]；所述模糊控制器的输出量为三个修正值：ΔKp、ΔKi、ΔKd，其论域分别为[-50,50]、[-10,10]、[-2,2]。