言值的隶属度赋值表然后根据所制定的模糊控制规则采用模糊推理方法得出在电压偏差和电压偏差变化率不同情况下对各个语言变量的隶属度赋值表最后将输入量隶属度赋值表输出量隶属度赋值表作为离线参数存储于内。在励磁调节器运行时，程序调用发电机电压设定值和电压实际测量值计算电压偏差和电压偏差变化率，并对和通过量化因子变换，然后查询离线参数表求得模糊语言变量和，完成模糊化。然后，根据两个输入量的模糊值查询输出量隶属度赋值表，得到的模糊推理结果。第章模糊参数自适应励磁调节器设计之后，采用重心法进行反模糊化得到三个参数整定值的精确值，再由比例因子将其转化为实际参数整定范围内的值，最后对增量式控制算法中的三个参数进行在线整定。参数自适应整定的控制算法根据稳定性和可靠性。同步发电机的励磁装置负责将发电机端电压稳定在额定值附近合理分配并联运行发电机组之间的无功功率，是船舶同步发电机的重要组成部分。船舶电力系统运行时受到频繁干扰，要保持系统电压的稳定力网络与陆地电力系统相比具有容量小负载种类多结构复杂工作条件恶劣等特点，因此滞后性大易受冲击，是典型的非线性系统。船舶同步发电机是船舶电能的主要来源，其运行工况直接决定了船舶电力系统的个指标即频率和电压，而船舶发电机和负载状态的变化都会对电网频率和电压造成不同程度的影响，这就要求船舶电力系统具有较高的鲁棒性能。船舶电力系统是由船舶同步发电机配电装置输电网络和负载构成的电第章绪论引言随着现代造船技术的发展，船舶上大量采用自动化设备，这大大提高了船舶自动化程度减轻了船舶工作人员的负担，但是也对船舶电力系统的供电质量提出了更高的要求。在船舶交流电力系统中电能质量有两励磁调节器仿真验证发电机空载起励仿真发电机突加突减负载仿真船舶电力系统典型故障仿真第六章总结与展望参考文献攻读学位期间公开发表论文致谢研究生履历船舶同步发电机参数自适应数字式励磁调节器研究与设计与仿真船舶同步发电机建模同步发电机模型船舶发电柴油机及其调速系统模型可控相复励无刷励磁装置模型负载模型模糊参数自适应励磁调节器建模模糊参数自适应励磁调节器模型模糊控制器设置模糊参数自适应样电路设计目录频率测量电路设计移相脉冲功率放大电路设计整流装置选择励磁调节器软件设计模糊参数自适应励磁调节器主程序频率检测中断转换中断移相触发脉冲中断第五章模糊参数自适应励磁调节器建模制器参数自整定方法系统辨识法控制规则法模糊参数自适应励磁控制器模糊控制器基本原理模糊参数自适应励磁控制器第四章模糊参数自适应数字式励磁调节器设计励磁调节器硬件设计主控制器选型电参量采装置船舶同步发电机励磁装置的种类相复励无刷励磁装置自动励磁调节器励磁调差装置第三章模糊参数自适应励磁控制器数字式控制算法控制器基本原理位置式控制算法增量式控制算法控景与意义本文所做的工作第二章船舶同步发电机励磁装置研究船舶同步发电机励磁装置的任务维持同步发电机端电压稳定分配并联运行同步发电机无功功率提高船舶电力系统的稳定性提高船舶电力系统可靠性船舶同步发电机励磁目录目录第章绪论引言同步发电机数字式励磁调节器研究现状励磁调节器硬件发展与现状励磁控制规律的发展与现状论文研究的背目录目录第章绪论引言同步发电机数字式励磁调节器研究现状励磁调节器硬件发展与现状励磁控制规律的发展与现状论文研究的背景与意义本文所做的工作第二章船舶同步发电机励磁装置研究船舶同步发电机励磁装置的任务维持同步发电机端电压稳定分配并联运行同步发电机无功功率提高船舶电力系统的稳定性提高船舶电力系统可靠性船舶同步发电机励磁装置船舶同步发电机励磁装置的种类相复励无刷励磁装置自动励磁调节器励磁调差装置第三章模糊参数自适应励磁控制器数字式控制算法控制器基本原理位置式控制算法增量式控制算法控制器参数自整定方法系统辨识法控制规则法模糊参数自适应励磁控制器模糊控制器基本原理模糊参数自适应励磁控制器第四章模糊参数自适应数字式励磁调节器设计励磁调节器硬件设计主控制器选型电参量采样电路设计目录频率测量电路设计移相脉冲功率放大电路设计整流装置选择励磁调节器软件设计模糊参数自适应励磁调节器主程序频率检测中断转换中断移相触发脉冲中断第五章模糊参数自适应励磁调节器建模与仿真船舶同步发电机建模同步发电机模型船舶发电柴油机及其调速系统模型可控相复励无刷励磁装置模型负载模型模糊参数自适应励磁调节器建模模糊参数自适应励磁调节器模型模糊控制器设置模糊参数自适应励磁调节器仿真验证发电机空载起励仿真发电机突加突减负载仿真船舶电力系统典型故障仿真第六章总结与展望参考文献攻读学位期间公开发表论文致谢研究生履历船舶同步发电机参数自适应数字式励磁调节器研究与设计第章绪论引言随着现代造船技术的发展，船舶上大量采用自动化设备，这大大提高了船舶自动化程度减轻了船舶工作人员的负担，但是也对船舶电力系统的供电质量提出了更高的要求。在船舶交流电力系统中电能质量有两个指标即频率和电压，而船舶发电机和负载状态的变化都会对电网频率和电压造成不同程度的影响，这就要求船舶电力系统具有较高的鲁棒性能。船舶电力系统是由船舶同步发电机配电装置输电网络和负载构成的电力网络与陆地电力系统相比具有容量小负载种类多结构复杂工作条件恶劣等特点，因此滞后性大易受冲击，是典型的非线性系统。船舶同步发电机是船舶电能的主要来源，其运行工况直接决定了船舶电力系统的稳定性和可靠性。同步发电机的励磁装置负责将发电机端电压稳定在额定值附近合理分配并联运行发电机组之间的无功功率，是船舶同步发电机的重要组成部分。船舶电力系统运行时受到频繁干扰，要保持系统电压的稳定，要求同步发电机的励磁装置具有良好的动态性能和静态性能。因此绝大多数船舶同步发电机都采用了可控励磁装置，而自动励磁调节器是可控励磁装置重要的组成部分。因此简单快速可靠的高性能自动励磁调节器是提高船舶电力系统电压稳定的重要保证。本文的主要工作是根据船舶电力系统特点，研究设计高性能的模糊参数自适应数字式励磁调节器，实现对船舶电力系统的非线性控制，以达到稳定系统电压提高系统供电质量的目的。同步发电机数字式励磁调节器研究现状励磁调节器硬件发展与现状随着电子技术的发展，国内外同步发电机励磁调节器的发展经历了振动型和变阻器型等机电式由磁放大器和电磁元件组成的电磁式采用大规模集成电路的模拟式再到现在以嵌入式微处理器为核心的数字式等几个主要阶段。我国的电力系统研究人员从上世纪八十年代就开始了用于陆地同步发电机的数字式励磁调节器的研究工作。在这三十年间，随着人们研究工作的不断深入以第章绪论及微处理控制技术的不断发展和应用，国内相关研究单位和厂家相继推出了采用单片机作为处理器的等系列采用的等系列以及采用作为处理器的数字式励磁调节器。广州电器科学研究院推出的型励磁调节器采用总线工控机作为控制器并且采用了数字信号处理器对模拟量进行处理，是我国在同步发电机数字式励磁调节器研制领域的最新进展。国外从七十年代便开始了数字式励磁调节船舶发电机的三相有功功率和无功功率为式中，为每周期的采样点数发电机端电压第个采样值电机负载电流第个发采样值发电机励磁电流第个采样值。调差计算模块船舶电力系统般选用同型号的同步发电机互为备用，由于容量较小，当单台发电机运行时希望其端电压保持不变，即具有无差电压调节特性当两台或以上发电机并联运行时，要求各发电机必须为正调差特性，且调差率相等。传统的模拟式励磁调节器采用的调差控制有横向电流补偿和差动电流补偿两种方式。数字式励磁调节器则将调差控制整合到主控制器内部，用软件实现无功功率分配的功能。本文所设计的调差计算模块首先根据发电机电参量采样值计算并联运行发电机的负载电流无功分量则，发电机的端电压测量值值调整为船舶同步发电机参数自适应数字式励磁调节器研究与设计式中，为发电机端电压整定测量值为发电机端电压实际测量值为发电机的调差系数。这样，数字式励磁调节器根据发电机无功电流信号，虚假增大发电机的端电压测量值，从而调节其承担的无功负载，实现无功负载在并联运行发电机之间的平均分配，调差模块软件实现流程图如图所示开始返回发电机组并联运行计算补偿电压计算发电机无功电流调整发电机端电压测量值值图调差计算模块流程图模糊参数自适应励磁控制模块芯片根据前文已经设定的模糊参数自适应励磁控制器的量化因子比例因子和模糊控制规则采用查表法实现模糊参数自适应控制算法首先对发电机端电压偏差和偏差变化率进行模糊化，得到两个输入量相对于各个语言值的隶属度赋值表然后根据所制定的模糊控制规则采用模糊推理方法得出在电压偏差和电压偏差变化率不同情况下对各个语言变量的隶属度赋值表最后将输入量隶属度赋值表输出量隶属度赋值表作为离线参数存储于内。在励磁调节器运行时，程序调用发电机电压设定值和电压实际测量值计算电压偏差和电压偏差变化率，并对和通过量化因子变换，然后查询离线参数表求得模糊语言变量和，完成模糊化。然后，根据两个输入量的模糊值查询输出量隶属度赋值表，得到的模糊推理结果。第章模糊参数自适应励磁调节器设计之后，采用重心法进行反模糊化得到三个参数整定值的精确值，再由比例因子将其转化为实际参数整定范围内的值，最后对增量式控制算法中的三个参数进行在线整定。参数自适应整定的控制算法根据电压偏差调节控制器输出量形成对应的触发脉冲。模糊励磁控制算法程序流程如图所示开始返回取发电机电压设定值和电压检测值计算电压偏差值计算偏差变化率对模糊化查离线表格取的模糊值反模糊化求的清晰值增量算法计算控制输出量图励磁控制模块流程图限制保护模块本文设计的励磁调节器针对同步发电机各运行极限状态设置了最大励磁电流瞬时限制器，反时限延时过励磁电流限制器，欠励限制器