小型全电船动力总成系统研发
发布时间：2021-04-19 18:58
21世纪以来,能源和环境问题一直是世界各国关注的热点。在航运业,开发全电船成为缓解化石能源危机和减少环境污染的有效途径。与传统船舶相比,全电船在实现了节能减排的同时,其操纵性能也有所提高,在游览船舶、无人船等小型船舶领域中也得到了越来越多的应用。吊舱电力推进系统凭借其良好的操作性能和较高的推进效率,近年来得以快速发展,但目前其大多应用于大型船舶。因此,为了使吊舱电力推进系统在小型船舶上得以更广泛的应用、小型全电船具有更好的操纵性能,根据所研发的小型全电船相关参数要求,研发了基于吊舱式推进器的小型全电船动力总成系统,并希望其得以推广应用。本文主要工作如下:根据全电船性能要求,采用直流无刷电机和数字舵机,并使用相应的控制算法,自主设计了一种适用于小型船舶的吊舱式推进器。以磷酸铁锂电池组作为动力能源,采集BMS和推进装置的数据信息,结合DSP技术编写相应程序,使用脉冲宽度调制技术进行推进电机和数字舵机控制,开发了基于DSP的动力控制系统。根据设计参数要求,并应用自主设计的吊舱式推进器和动力控制系统,开发样船并进行试航,来验证所研发动力总成系统是否满足性能要求。试航结果表明:该小型全电船动力总...
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 全电船国内外研究现状
1.2.1 全电船国外研究现状
1.2.2 全电船国内研究现状
1.3 吊舱式电力推进国内外研究现状
1.4 课题研究的主要内容
第2章 全电船动力总成系统设计
2.1 全电船性能要求
2.2 动力总成系统研发方案
2.3 供电方案
2.4 相关技术
2.4.1 DSP概述
2.4.2 CAN总线技术
2.4.3 DC-DC
2.5 本章小节
第3章 吊舱电力推进系统设计
3.1 阻力计算
3.2 推进系统电机选型
3.3 推进系统伺服装置选型
3.4 全电船动力源选型
3.4.1 动力源选型
3.4.2 电池管理系统
3.5 吊舱式推进器结构设计
3.6 本章小节
第4章 基于DSP的控制系统设计
4.1 控制系统结构设计
4.1.1 主控制芯片选择
4.1.2 控制系统软硬件设计
4.2 基于DSP的控制系统原理
4.2.1 系统控制原理
4.2.2 脉冲宽度调制原理
4.2.3 推进电机控制原理
4.2.4 数字舵机控制原理
4.3 控制系统数据采集
4.3.1 推进器数据采集
4.3.2 电池组信息采集
4.3.3 控制指令接收与数据上传
4.4 本章小节
第5章 样船测试
5.1 样船搭建
5.2 实时性测试
5.3 速度性能测试
5.4 转向性能测试
5.5 续航能力测试
5.6 本章小节
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸铁锂电池作为电推船舶动力源的应用分析[J]. 唐礼辉. 江苏科技信息. 2019(22)
[2]基于DSP的直流无刷电机控制[J]. 黄镇坤. 山东工业技术. 2019(17)
[3]一型电动船总体设计和电池选型探讨[J]. 胡始弘,杜睿. 船舶. 2019(03)
[4]2018年海洋科学领域研究热点解析[J]. 张灿影,王金平,高峰,冯志纲,孔秀,王琳,於维樱,马丽丽. 广西科学. 2019(03)
[5]浅析磷酸铁锂电池[J]. 谭义勇. 信息记录材料. 2019(06)
[6]纯电动游览船锂电池组的控制策略[J]. 朱永怀,俞万能,孟飞. 船舶工程. 2019(04)
[7]基于大功率锂电池电动船的电站设计研究[J]. 陈立新,付银河,黄鑫,严晓军. 船舶. 2018(06)
[8]船舶污染源综述[J]. 闫大海,张晗,符道. 舰船科学技术. 2018(21)
[9]从全球首艘2000吨级电动船下水看“绿色珠江”[J]. 马格淇. 珠江水运. 2018(10)
[10]内河500吨位新能源纯电动船舶经济效益评价[J]. 朱维平. 交通企业管理. 2018(03)
硕士论文
[1]小型混合动力船舶微网能量管理系统研发[D]. 孟飞.集美大学 2019
[2]岛际小型电动船舶的锂电池管理系统研究与设计[D]. 童佳俊.浙江海洋大学 2017
[3]水面无人艇控制系统设计与实现[D]. 王瑟.华中科技大学 2017
[4]岛际小型电动船舶永磁同步电机控制器的研究[D]. 周乃义.浙江海洋学院 2015
[5]船舶吊舱式电力推进系统船机桨匹配研究[D]. 秦业志.集美大学 2015
[6]无刷直流电机伺服控制系统的研究与设计[D]. 周广山.青岛大学 2014
[7]基于DSP的太阳能游览船舶能量管理系统研发[D]. 李丹.集美大学 2014
[8]油电混合动力环卫车底盘开发研究[D]. 宋少飞.长安大学 2013
[9]基于内阻法的电池健康状态估计技术研究[D]. 易明亮.杭州电子科技大学 2013
[10]新能源在船舶中的应用研究[D]. 韩烨.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3148121
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 全电船国内外研究现状
1.2.1 全电船国外研究现状
1.2.2 全电船国内研究现状
1.3 吊舱式电力推进国内外研究现状
1.4 课题研究的主要内容
第2章 全电船动力总成系统设计
2.1 全电船性能要求
2.2 动力总成系统研发方案
2.3 供电方案
2.4 相关技术
2.4.1 DSP概述
2.4.2 CAN总线技术
2.4.3 DC-DC
2.5 本章小节
第3章 吊舱电力推进系统设计
3.1 阻力计算
3.2 推进系统电机选型
3.3 推进系统伺服装置选型
3.4 全电船动力源选型
3.4.1 动力源选型
3.4.2 电池管理系统
3.5 吊舱式推进器结构设计
3.6 本章小节
第4章 基于DSP的控制系统设计
4.1 控制系统结构设计
4.1.1 主控制芯片选择
4.1.2 控制系统软硬件设计
4.2 基于DSP的控制系统原理
4.2.1 系统控制原理
4.2.2 脉冲宽度调制原理
4.2.3 推进电机控制原理
4.2.4 数字舵机控制原理
4.3 控制系统数据采集
4.3.1 推进器数据采集
4.3.2 电池组信息采集
4.3.3 控制指令接收与数据上传
4.4 本章小节
第5章 样船测试
5.1 样船搭建
5.2 实时性测试
5.3 速度性能测试
5.4 转向性能测试
5.5 续航能力测试
5.6 本章小节
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸铁锂电池作为电推船舶动力源的应用分析[J]. 唐礼辉. 江苏科技信息. 2019(22)
[2]基于DSP的直流无刷电机控制[J]. 黄镇坤. 山东工业技术. 2019(17)
[3]一型电动船总体设计和电池选型探讨[J]. 胡始弘,杜睿. 船舶. 2019(03)
[4]2018年海洋科学领域研究热点解析[J]. 张灿影,王金平,高峰,冯志纲,孔秀,王琳,於维樱,马丽丽. 广西科学. 2019(03)
[5]浅析磷酸铁锂电池[J]. 谭义勇. 信息记录材料. 2019(06)
[6]纯电动游览船锂电池组的控制策略[J]. 朱永怀,俞万能,孟飞. 船舶工程. 2019(04)
[7]基于大功率锂电池电动船的电站设计研究[J]. 陈立新,付银河,黄鑫,严晓军. 船舶. 2018(06)
[8]船舶污染源综述[J]. 闫大海,张晗,符道. 舰船科学技术. 2018(21)
[9]从全球首艘2000吨级电动船下水看“绿色珠江”[J]. 马格淇. 珠江水运. 2018(10)
[10]内河500吨位新能源纯电动船舶经济效益评价[J]. 朱维平. 交通企业管理. 2018(03)
硕士论文
[1]小型混合动力船舶微网能量管理系统研发[D]. 孟飞.集美大学 2019
[2]岛际小型电动船舶的锂电池管理系统研究与设计[D]. 童佳俊.浙江海洋大学 2017
[3]水面无人艇控制系统设计与实现[D]. 王瑟.华中科技大学 2017
[4]岛际小型电动船舶永磁同步电机控制器的研究[D]. 周乃义.浙江海洋学院 2015
[5]船舶吊舱式电力推进系统船机桨匹配研究[D]. 秦业志.集美大学 2015
[6]无刷直流电机伺服控制系统的研究与设计[D]. 周广山.青岛大学 2014
[7]基于DSP的太阳能游览船舶能量管理系统研发[D]. 李丹.集美大学 2014
[8]油电混合动力环卫车底盘开发研究[D]. 宋少飞.长安大学 2013
[9]基于内阻法的电池健康状态估计技术研究[D]. 易明亮.杭州电子科技大学 2013
[10]新能源在船舶中的应用研究[D]. 韩烨.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3148121
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