船舶油电混合动力系统建模与仿真

发布时间：2017-10-12 18:04

  本文关键词：船舶油电混合动力系统建模与仿真

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【摘要】：我国内河航运总量不断增长,随之带来了水污染、空气污染和噪声污染等环境问题,由此带来的能耗问题也值得关注。发展船舶动力新能源技术是解决污染和效率问题的根本途径。论文以某型公务艇的动力系统改造为背景,开展了油电混合动力系统的选型设计、油电混合动力系统仿真模型搭建和油电混合动力系统性能仿真,主要工作包括:提出了一种适用于内河小型船舶的油电混合动力系统设计方案,给出了混合动力系统的组成结构和工作方式,并在某型公务艇上做了初步的改型设计,按照系统动力性能的要求,进行了系统各部件的选型,并估算了混合动力系统的基本性能。采用模块化建模的思想,建立了内河小型船舶油电混合动力系统的数学模型。在Simulink平台上,开发了混合动力系统的动态仿真模型,对电机启动过程及柴电混合工作过程进行了仿真分析。利用建立的仿真模型,对油电混合动力系统的控制逻辑及策略进行了初步探讨,为船用混合动力装置的控制系统设计提供参考。本文完成了船舶油电混合动力系统设计、选型、建模与仿真研究的整个过程,为混合动力技术在船舶领域的应用提供了一种实用的仿真模型和有效的控制策略。
【关键词】：船舶 混合动力 Simulink 建模 仿真
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.81
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 课题背景与意义10-17
• 1.1.1 航运业的污染状况10-11
• 1.1.2 新能源船舶动力技术11-16
• 1.1.3 行业政策16-17
• 1.2 混合动力相关技术的发展现状17-21
• 1.3 混合动力船国内外研究现状21-23
• 1.3.1 国外研究现状21-22
• 1.3.2 国内研究现状22-23
• 1.4 本文主要工作23-24
• 第二章 油电混合动力船选型设计24-42
• 2.1 原型船简介24-25
• 2.2 船舶油电混合动力系统25-27
• 2.2.1 系统结构25-26
• 2.2.2 工作方式26-27
• 2.3 油电混合动力船部件选型27-34
• 2.3.1 性能要求27-28
• 2.3.2“机-桨-船”匹配原理28
• 2.3.3 主机功率与航速的关系28-29
• 2.3.4 主机功率29-30
• 2.3.5 蓄电池参数30-32
• 2.3.6 减速器参数32
• 2.3.7 螺旋桨参数32-33
• 2.3.8 结果汇总33-34
• 2.4 舱内布置34-35
• 2.5 运行规则35-36
• 2.6 改造后的性能36-40
• 2.6.1 动力性能36-37
• 2.6.2 节能减排指标37-40
• 2.7 本章小结40-42
• 第三章 油电混合动力系统建模与仿真42-58
• 3.1 模块化建模42-51
• 3.1.1 柴油机模块42-43
• 3.1.2 电机模块43-46
• 3.1.3 控制器模块46
• 3.1.4 蓄电池模块46-48
• 3.1.5 传动系统模块48-49
• 3.1.6 螺旋桨模块49-51
• 3.2 Simulink仿真模型51-52
• 3.3 仿真条件52-53
• 3.4 仿真结果53-56
• 3.4.1 电机起动过程的仿真53-54
• 3.4.2 柴电并车过程的仿真54-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 油电混合动力系统控制策略研究58-65
• 4.1 控制策略的探讨58-61
• 4.1.1 逻辑控制策略58-59
• 4.1.2 模糊控制策略59-60
• 4.1.3 基于优化理论的控制策略60-61
• 4.2 控制器模块的设计61-64
• 4.3 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 全文总结65
• 5.2 船舶混合动力技术前景展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间的学术成果71

【参考文献】

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本文编号：1020138