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全电动船舶电力系统的建模与仿真

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简介:
本研究聚焦于开发和评估全电动船舶电力系统模型,通过精确模拟技术优化能源管理和推进效率,推动未来海上交通电气化。 计算机实时仿真技术的发展促进了全电力船(All Electric Ship)综合电力系统(Integrated Power System)的分析与优化研究。其目标是解决包括最佳电源管理和动态系统重构在内的多学科问题。主要工作集中在建立模块化的综合电力系统模型,该模型包含发电、可重构区域配电系统、船舶推进器和船舶动力学等部分,并进行并行开发和集成。

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    本研究聚焦于开发和评估全电动船舶电力系统模型,通过精确模拟技术优化能源管理和推进效率,推动未来海上交通电气化。 计算机实时仿真技术的发展促进了全电力船(All Electric Ship)综合电力系统(Integrated Power System)的分析与优化研究。其目标是解决包括最佳电源管理和动态系统重构在内的多学科问题。主要工作集中在建立模块化的综合电力系统模型,该模型包含发电、可重构区域配电系统、船舶推进器和船舶动力学等部分,并进行并行开发和集成。
  • Matlab-Simulink仿.rar
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    本资源提供关于船舶电力系统在Matlab-Simulink软件中的建模和仿真的详细介绍及应用案例,适用于科研人员和技术工程师。 《Matlab_Simulink 船舶电力系统建模与仿真》这个资源文件包含了使用MATLAB/Simulink进行船舶电力系统建模仿真所需的相关资料和技术文档,适合对船舶电气工程感兴趣的读者或研究人员参考学习。该文件详细介绍了如何利用Simulink搭建复杂的船舶电力系统的模型,并通过实例演示了仿真的具体步骤和方法。
  • 基于MATLAB/Simulink仿.pdf
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    本论文采用MATLAB/Simulink工具对船舶电力系统进行建模和仿真分析,旨在优化系统的稳定性和可靠性。通过详细的模型构建和仿真试验,为船舶电气设计提供理论依据和技术支持。 在《基于MatlabSimulink船舶电力系统建模与仿真》这篇论文中,作者以提高船舶电力系统的可靠性和稳定性为研究目标,通过模块化的建模方法,在MatlabSimulink环境中建立了一套详细的船舶电力系统仿真模型,并进行了多种工况的仿真研究。这些研究涵盖了典型运行状态、常见故障情况以及并车操作等场景。 文章首先介绍了构成船舶电力系统的四大基本部分:发电系统、配电系统、电网和负载设备,然后详细描述了如何利用模块化建模方法构建各个子模型: 1. 柴油机及调速分系统模型:通过一个二阶数学模型来模拟柴油机及其调速控制系统。该模型中包含主控制单元与放大器,并结合比例微分加二阶惯性的控制器,将输出转矩乘以速度得到功率信号。 2. 发电机及励磁分系统模型:采用IEEE推荐的可控硅励磁系统的标准数学模型进行构建,详细描述了相复励装置的工作原理,并在MatlabSimulink中实现这一过程。 3. 同步发电机并车控制模块模型:针对同步发电机组的并网操作设计了一个专门的控制器模型。此模块确保船舶电力系统能在各种运行条件下稳定且高效地工作。 4. 发电机组综合控制模型:将转速调节和励磁控制系统相结合,形成一个完整的发电机组调控方案。 这些仿真研究均基于MatlabSimulink这一强大的工程计算工具进行,该软件集成了建模、模拟及分析功能于一体,特别适合于动态系统以及跨学科的多域仿真。其直观的操作界面与丰富的库资源大大简化了复杂系统的仿真实验流程,并保证结果准确可靠。 论文指出,在研究中通过MatlabSimulink对不同工况进行了详细的数值实验,验证了所建模型的有效性并得出了有价值的结论。这些发现不仅避免了实际船舶上进行昂贵且危险的测试过程,还提高了仿真工作的安全性和效率。 关键词“船舶电力仿真”、“MatlabSimulink”突显出模拟技术在该领域的关键作用以及软件工具的重要地位;中图分类号和文献标识码则为论文提供了标准化检索途径。文章作者郑恒持、王孙清、招聪及张炜均来自中国船舶科学研究中心,他们在此领域拥有深厚的研究背景。 总的来说,《基于MatlabSimulink船舶电力系统建模与仿真》不仅是一份详尽的技术报告,还向读者展示了如何利用先进软件工具进行复杂电力系统的模拟和分析。这种方法为优化实际的船舶电力系统设计提供了宝贵的理论依据和技术支持。
  • 推进Simulink仿
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    本项目开发了一套基于Simulink的船舶全电力推进仿真平台,用于模拟和优化船舶动力系统的性能与效率,助力船舶设计与运行。 船舶全电力推进Simulink仿真系统
  • 推进中螺旋桨负载仿
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    本研究探讨了在船舶电力推进系统内,针对螺旋桨负载进行精确建模及仿真的方法,以优化推进性能和效率。 研究螺旋桨负载特性是准确进行船舶电力推进仿真的一项关键环节。基于某电力推进系统船舶的参数数据,利用切比雪夫多项式拟合方法建立螺旋桨负载特性的图谱,并构建船桨数学模型。通过使用Matlab 仿真软件分析船舶在正航起步和倒车两种工况下螺旋桨的工作状态,为实船操作提供科学合理的依据。
  • Matlab仿_仿_Matlab
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    本课程深入讲解如何利用MATLAB进行电力系统的建模与仿真,涵盖电力系统元件特性分析、模型构建及仿真操作技巧,助力学员掌握高效的电力系统设计和研究方法。 使用MATLAB编程实现电力系统的建模与仿真。
  • 永磁同步仿分析
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    本研究聚焦于船舶永磁同步电动机,通过建立精确数学模型并进行详尽仿真分析,旨在优化其性能和效率,推动船舶动力系统的绿色革新。 在船舶控制系统背景下,永磁同步电机(PMSM)由于其体积小、功率密度高及效率高等优点,在伺服控制系统中的应用越来越广泛,因此选择以永磁同步电机作为研究对象。然而,在变频器出现之前,交流调速系统中使用永磁同步电机的情况较少,主要原因是这种电机难以在电网电压下自启动。随着电力电子器件、高性能控制器和控制理论的发展,PMSM的调速性能得到了显著提升。 通过分析PMSM的数学模型,并介绍了空间电压矢量脉宽(SVPWM)技术的应用,使用MATLAB仿真软件进行了建模工作。最终,在静止坐标系下建立了永磁同步电动机的数学模型。设计了以电流和速度双闭环为基础、id=0条件下的PMSM矢量控制系统,并通过仿真实验验证了该控制系统的良好动静态性能及较强的鲁棒性。
  • 基于MATLAB混合
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    本研究利用MATLAB工具对船舶混合动力系统进行建模仿真,旨在优化能源使用效率及减少排放,为船舶设计提供技术支持。 在现代船舶设计领域,混合动力系统已成为一种重要的能源管理策略,旨在提高能效、减少排放并增强船只的灵活性。MATLAB Simulink作为强大的系统级仿真工具,在船舶混合动力系统的建模与分析中被广泛应用。本段落将深入探讨如何使用MATLAB Simulink进行此类系统的建模,并介绍相关知识点。 首先,我们需要了解船舶混合动力系统的基本构成。这样的系统通常包括电动机、柴油发电机、电池组和能量管理系统(EMS)。其中,电动机用于提供推进力;柴油发电机为整个系统供电或充电电池;而电池则作为能量存储单元发挥作用;EMS负责优化能源分配与管理。 在MATLAB Simulink环境中进行建模时,一般会遵循以下步骤: 1. **构建基本组件模型**:创建每个系统的Simulink子模块。例如,建立柴油发电机的模型需考虑其输出功率和燃油消耗的关系;电动机模型则需要关注电机效率及转矩特性;电池模型要考虑到荷电状态(SOC)的变化及其充放电特性。 2. **连接组件**:利用Simulink中的“源”、“汇”以及“传递”模块,将各个子系统按照实际物理连接方式相连。例如,柴油发电机通过电力转换器向电动机或电池供电;电动机则通过传动装置驱动螺旋桨推进船只前进。 3. **定义控制逻辑**:船舶混合动力系统的精髓在于EMS的设计与实现,在Simulink中可使用状态机和PID控制器来制定相应的策略,根据负载需求、电池状况及能效指标决定能源来源及其流向。 4. **系统集成**:将所有子模块整合成一个整体的混合动力系统模型,并确保信号连接正确且同步。同时需设定适当的输入(如航行速度、负荷变化)和输出参数(例如功率流、SOC变化等)以支持仿真过程中的数据交换与处理。 5. **仿真与分析**:运行仿真实验,观察不同工况下系统的反应行为;通过调整模型参数及控制策略来优化性能指标,比如提高能效或延长电池寿命等目标的实现效果。 6. **验证与优化**:对比实验结果和已有研究数据以确认模型的有效性和准确性。经过反复迭代改进后,使最终生成的仿真模型更加贴近实际系统的运行情况。 7. **报告与可视化**:整理并展示仿真的关键发现,比如绘制功率流动图、电池SOC曲线等图表;这一步骤对于向项目团队和管理层汇报结果至关重要。 MATLAB Simulink为船舶混合动力系统建模提供了强大且灵活的平台。通过详细的组件建模、逻辑控制设计以及实时仿真能力,工程师能够深入研究并优化各种性能指标,从而推动整个行业的绿色转型进程。“第四组混合动力系统开发”文档中可能包含这些步骤的具体实施案例和实例供学习者参考实践。
  • MATLAB_Simulink仿
    优质
    本课程深入讲解了如何利用MATLAB和Simulink进行电力系统的设计、分析及仿真,适合电气工程及相关领域的学习者。 MATLAB_Simulink电力系统建模与仿真(附有实例讲解)
  • MATLAB_Simulink仿
    优质
    本课程专注于使用MATLAB和Simulink进行电力系统模型构建及仿真分析,涵盖从基础理论到高级应用的技术指导。 这本书非常实用,是电气仿真的参考书之一。对于研究电力电子和电力系统的人来说必不可少,我从中受益良多。