8kw移動式永磁柴油發(fā)電機所用的發(fā)電原動機為常見的是柴油發(fā)電機組。伴隨著柴油機技術(shù)的更新與進(jìn)步，船舶的噸位越來越大以及船舶大功率負(fù)載不斷的增多，對于船舶柴油機電子轉(zhuǎn)速控制器，以及船舶同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的控制精度等性能的要求也逐漸變高。傳統(tǒng)的控制器一般都是采用PID控制策略，傳統(tǒng)PID控制器不能對非線性因素的影響以及負(fù)載在大范圍內(nèi)改變的情況做出有效的應(yīng)對，因此傳統(tǒng)PID控制已很難保證系統(tǒng)具有較好的動態(tài)和靜態(tài)性能。本文首先對傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行了簡單的介紹，并且詳細(xì)地對模糊控制原理以及模糊控制器的設(shè)計進(jìn)行了介紹。在對兩者各自的優(yōu)點以及缺點進(jìn)行對比分析的基礎(chǔ)上，為解決兩種控制方法所存在的缺點，將兩種控制方法結(jié)合起來，設(shè)計了模糊-PID控制方法。模糊-PID控制可以對控制參數(shù)進(jìn)行在線實時自整定。該控制算法保持了傳統(tǒng)PID控制和模糊控制兩者的優(yōu)點，具有算法的簡單、精度高、魯棒性好的特性。本文通過對船舶電站柴油機調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析，推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用模糊-PID控制器對調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制。 

詳細(xì)參數(shù) 8kw移動式永磁柴油發(fā)電機

在MATLAB中建立了柴油機調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用傳統(tǒng)PID和模糊-PID控制的仿真模型，并對應(yīng)用不同控制策略下的仿真模型進(jìn)行了在突加以及突減100%額定負(fù)載的仿真。仿真結(jié)果表明，在抑制超調(diào)，縮短調(diào)節(jié)時間，抑制振蕩等動態(tài)特性以及穩(wěn)態(tài)精度方面應(yīng)用模糊-PID控制將能收到更好的效果。本文對船舶同步發(fā)電機進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，在派克方程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一定的簡化，得到了較為實用的船舶電站同步發(fā)電機電磁暫態(tài)過程五階模型。在建立調(diào)壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型后，采用MATLAB仿真軟件對調(diào)壓系統(tǒng)建立仿真模型，對突加，突減靜態(tài)負(fù)載進(jìn)行了仿真，對兩者的機端電壓進(jìn)行分析并得到相關(guān)結(jié)論。對仿真結(jié)果分析表明：傳統(tǒng)PID控制應(yīng)用于非線性、時變復(fù)雜系統(tǒng)中時存在局限性，模糊-PID控制并沒有這種局限并且在勵磁調(diào)節(jié)中表現(xiàn)出良好的控制效果。由于船舶柴油發(fā)電機組的柴油機轉(zhuǎn)速和同步發(fā)電機電壓存在耦合關(guān)系，為減弱勵磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)的耦合關(guān)系，建立了柴油發(fā)電機組統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了柴油發(fā)電機組轉(zhuǎn)速和電壓綜合控制器。本文在對單機系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，對雙機并統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并將模糊-PID控制器應(yīng)用于其中。模糊-PID控制器有效的提高了并統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性并有效保證了雙機間負(fù)載功率均勻的分配。

 柴油發(fā)電機組由于自身調(diào)節(jié)慣性大，在大負(fù)載擾動時出現(xiàn)供電質(zhì)量下降，嚴(yán)重時因調(diào)節(jié)滯后而導(dǎo)致停機等問題，影響了其應(yīng)用。本文以提高柴油發(fā)電機組在沖擊性負(fù)載條件下輸出電壓幅值和頻率的穩(wěn)定性為目標(biāo)，為彌補發(fā)電機組自身調(diào)節(jié)能力的不足，對柴油發(fā)電機組的數(shù)學(xué)模型及其功率補償技術(shù)進(jìn)行深入的研究。首先，建立柴油發(fā)電機組的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而從理論上分析沖擊性負(fù)載條件下柴油發(fā)電機組的動態(tài)性能，并在Matlab中搭建系統(tǒng)的仿真模型對分析結(jié)果進(jìn)行驗證，為后續(xù)的功率補償策略的提出提供理論基礎(chǔ)。其次，在交流母線上并聯(lián)功率補償系統(tǒng)，以抑制沖擊性負(fù)載情況下柴油發(fā)電機組輸出電壓幅值和頻率的波動。當(dāng)出現(xiàn)沖擊性負(fù)載時結(jié)合儲能系統(tǒng)來提供或吸收系統(tǒng)不足或多余的有功功率，并大限度地利用發(fā)電機組自身的調(diào)節(jié)能力，滿足負(fù)載對電壓幅值和頻率的要求。采用以三相橋式電路為拓?fù)涞牟⒙?lián)功率補償系統(tǒng)，建立其數(shù)學(xué)模型，依據(jù)瞬時功率理論推導(dǎo)dq模型下并聯(lián)功率補償系統(tǒng)輸出電流與瞬時功率的關(guān)系，從而為瞬時功率的控制提供理論依據(jù)。為補償柴油發(fā)電機組有功功率調(diào)節(jié)的滯后，提出基于速度閉環(huán)的功率補償策略。為進(jìn)一步提高補償系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，提出速度閉環(huán)和負(fù)載電流前饋的復(fù)合控制策略，實現(xiàn)沖擊性負(fù)載的功率補償。根據(jù)瞬時功率理論對負(fù)載有功電流、無功電流和諧波電流進(jìn)行檢測，實現(xiàn)并聯(lián)補償系統(tǒng)的對機組有功功率、無功功率和諧波的補償，以提高柴油發(fā)電機組的效率。再次，設(shè)計基于三重雙向DC-DC變換器的能量管理系統(tǒng)，以滿足并聯(lián)并聯(lián)補償裝置對儲能的需求。結(jié)合并聯(lián)補償系統(tǒng)的工作狀態(tài)，提出采用直流母線電壓閉環(huán)控制實現(xiàn)負(fù)載擾動條件下超級電容能量管理策略和穩(wěn)態(tài)條件下基于超級電容電壓的主動充電策略。后，對并聯(lián)功率補償系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，并在Matlab中搭建系統(tǒng)的仿真模型，對所提出的控制方案進(jìn)行仿真驗證。