柴電混合動(dòng)力定位推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化控制研究.pdf

1、能源危機(jī)是世界各國面臨的重大問題。許多國家制定了向深海進(jìn)軍的戰(zhàn)略目標(biāo)同時(shí)把節(jié)能減排作為科研的重要研究方向。海洋工程船舶自動(dòng)化程度高、定位精準(zhǔn)快速，是深海石油開采的重要保證。由于作業(yè)工況多變且需要滿足一定的定位精度，海洋工程船舶采用柴電混合動(dòng)力定位推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)具備柴電混合推進(jìn)形式且具有動(dòng)力定位功能。海洋工程船舶推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配備多推進(jìn)器，由副機(jī)和主柴油機(jī)兩種動(dòng)力源提供動(dòng)力，動(dòng)力形式包括電力和機(jī)械兩種。
　　由于多動(dòng)力源提供

2、功率、推進(jìn)方式多樣、推進(jìn)器功率限制，以及隨著節(jié)能、環(huán)保理念的深入，柴電混合動(dòng)力定位推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究十分必要。對(duì)海洋工程船舶的推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，將推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)化轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)學(xué)模型。引入功率混合度的概念，研究推進(jìn)系統(tǒng)在不同工況下的動(dòng)力分配優(yōu)化控制。以原動(dòng)機(jī)（主柴油機(jī)和副機(jī)）的燃油消耗率曲線為基礎(chǔ)，以船舶總的需求功率作為輸入，把原動(dòng)機(jī)的等效燃油消耗量最小作為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)船舶驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)分配功率。控制策略可以實(shí)現(xiàn)在不同

3、的功率變化范圍下，能量在副機(jī)和主柴油機(jī)之間最佳分配，實(shí)現(xiàn)最小的等效燃油消耗。副機(jī)的承載功率全部用于向電網(wǎng)供電。主柴油機(jī)的承載功率，可行的工作模式包括推進(jìn)、發(fā)電、推進(jìn)+發(fā)電三種，在不同的工況下需要具體分析選擇適用的工作模式。
　　給出了動(dòng)力定位工況、最大航速工況、拖帶工況、巡航工況四種典型工況下需求功率的計(jì)算方法和動(dòng)力分配結(jié)果分析。由于動(dòng)力定位模式需要保持一定位置或艏向，采用多推進(jìn)器輸出推力抵消外界風(fēng)、浪、流等環(huán)境干擾力，以一定的控