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現(xiàn)代船舶電站中，所用的發(fā)電原動(dòng)機(jī)zui為常見(jiàn)的是柴油發(fā)電機(jī)組。伴隨著柴油機(jī)技術(shù)的更新與進(jìn)步，船舶的噸位越來(lái)越大以及船舶大功率負(fù)載不斷的增多，對(duì)于船舶柴油機(jī)電子轉(zhuǎn)速控制器，以及船舶同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的控制精度等性能的要求也逐漸變高。

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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(duì)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(duì)，因此傳統(tǒng)PID控制已很難保證系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。本文首先對(duì)傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并且詳細(xì)地對(duì)模糊控制原理以及模糊控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。在對(duì)兩者各自的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，為解決兩種控制方法所存在的缺點(diǎn)，將兩種控制方法結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)了模糊-PID控制方法。

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模糊-PID控制可以對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)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(diǎn)，具有算法的簡(jiǎn)單、精度高、魯棒性好的特性。本文通過(guò)對(duì)船舶電站柴油機(jī)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(duì)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制。以MATLAB仿真軟件為仿真平臺(tái)，在MATLAB中建立了柴油機(jī)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(duì)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*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(shí)間，抑制振蕩等動(dòng)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(duì)船舶同步發(fā)電機(jī)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(jiǎn)化，得到了較為實(shí)用的船舶電站同步發(fā)電機(jī)電磁暫態(tài)過(guò)程五階模型。

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在建立調(diào)壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型后，采用MATLAB仿真軟件對(duì)調(diào)壓系統(tǒng)建立仿真模型，對(duì)突加，突減靜態(tài)負(fù)載進(jìn)行了仿真，對(duì)兩者的機(jī)端電壓進(jìn)行分析并得到相關(guān)結(jié)論。對(duì)仿真結(jié)果分析表明：傳統(tǒng)PID控制應(yīng)用于非線性、時(shí)變復(fù)雜系統(tǒng)中時(shí)存在局限性，模糊-PID控制并沒(méi)有這種局限并且在勵(lì)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(jī)組的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和同步發(fā)電機(jī)電壓存在耦合關(guān)系，為減弱勵(lì)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(jī)組統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速和電壓綜合控制器。本文在對(duì)單機(jī)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)雙機(jī)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(jī)間負(fù)載功率均勻的分配。

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