大型舰船发电机转速控制参数优化方法

发布时间：2021-11-09 03:42

　　使用传统方法优化控制参数时,能够实现较好的控制效果,但是优化时间长,不适用于对复杂系统的参数优化。基于此,研究大型舰船发电机转速控制参数优化方法。建立舰船发电机的转速控制模型,分析模型得到影响控制效果的参数。为减小控制误差,设计引入跟踪误差的控制律。使用BFO-PSO算法完成参数优化处理。设计基于遗传算法优化方法的对比实验,实验结果表明,应用研究的方法后控制效果更佳,并且节省了约64.6%的控制响应时间。 

【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(20)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

对比组发电机转矩脉动Fig.3Torquerippleofgeneratorincomparisongroup

浜头?电机转矩脉动作为本次实验的对比指标。通过对比实验指标，比较经过不同方法优化后的控制效果，得出本次实验的实验结论。2.2测试结果图3和图4为参数优化后，舰船发电机的转矩脉动图像。可知，舰船发电机在相同环境下运行，实验组发电机的转矩脉动较为平稳，而对比组发电机的转矩脉动波动较大。表明实验组发电机的相电流能够迅速升高，保证发电机运行时电磁与和负载转矩处于相同的变化状态，实际控制效果更佳。图3对比组发电机转矩脉动Fig.3Torquerippleofgeneratorincomparisongroup图4实验组发电机转矩脉动Fig.4Torquerippleofgeneratorinexperimentalgroup本次实验阶跃响应时间测试结果如表2所示。可知，使用对比组方法优化后，阶跃响应时间均短于使用实验组方法优化后的控制器响应时间。不同的状态下，对比组控制器的响应时间差距较大，而实验组控制器的响应时间差距较小，说明实验组控制器的稳定性更佳。处理表格中的数据，实验组平均响应时间减少了约64.6%，即使用本文研究方法优化后控制器的稳定性提高。综上所述，本文研究的转速控制参数优化方法节省了控制响应时间，实现了更好的转速控制效果。表2响应时间对比结果Tab.2Responsetimecomparisonresults/s序号遗传算法优化方法本文优化方法11.510.9122.620.8532.971.0141.830.4252.360.3961.950.5772.821.2381.610.443结语发电机的控制效果影响大型舰船航行的能源使用效率，针对传统参数优化方法存在的问题，本文研究了大型舰船发电机转速控制参数优化方法，并通过对比实验，验证了该方法的有效性。在未来的研究中，不能局限于线性和非线性控制下的参数优化，需要针对其他控制目标函数进行参数优化

转速控制参数优化方法。1大型舰船发电机转速控制参数优化方法研究1.1建立发电机转速控制数学模型舰船发电机转速控制核心是调速器，由于PID控制策略已相当成熟，发电机调速器采用PID规律。并联组合PID控制器是发电机常用的控制结构，为建立发电机转速控制数学模型，结合理想PID控制器原理，得到如图1所示框图。KpKiKdbpfcycfgY图中，为比例增益常数；为积分增益常数；为微分增益常数；为永态差值系数；为频率给定；为开度给定；为舰船发电机机组频率；为并图1并联PID转速控制传递函数框图Fig.1BlockdiagramofshuntPIDspeedcontroltransferfunction第42卷第10A期舰船科学技术Vol.42,No.10A2020年10月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.,2020收稿日期:2020–08–02基金项目:江苏省教育厅社政处课题资助项目(2012SJD880089)作者简介:卓陈祥(1962)，男，本科，高级工程师/副教授，研究方向为无刷电机及其控制。


本文编号：3484553