船舶柴油发电机组的建模与智能控制的仿真研究

船舶电站自动化是船舶轮机自动化的重要组成部分。船舶轮机自动化的发展，对船舶的供电质量的要求也越来越高，传统的柴油发电机组的机械、液压或模拟式调速器已不能满足这种要求，因而出现了电子的基于微计算机的双脉冲调频调载调速器。 本文在查阅参考大量文献基础上，提出了设计具有智能性质的数字调速器，并将智能控制理论运用到船舶电站自动化中。本文从电磁学、动力学的基本原理出发，建立了柴油发电机组系统的数学模型。然后设计出两种智能调速器。两种智能调速器算法具有一定的相似之处，但却具备不同的智能功能。模糊控制是二者的核心，现有大量的文献指出模糊控制具有的优越性和存在的缺陷。模糊控制算法的一个主要的难点就是模糊控制规则的获取。针对这一问题，作者首先设计出规则自适应模糊智能调速器，自适应规则来源于经验的总结，该调速器的品质较以往的自适应模糊控制有了一定的提高。作者设计的第二种智能调速器为模糊-神经混合智能调速器，该调速器充分利用模糊控制和神经网络的互补性，二者的结合使其具有更高的智能化。该调速器不仅可以调整模糊控制规则还实现了模糊控制隶属函数的调整功能。 本文针对船舶柴油发电机组的数学模型为控制对象，对于以上两种智能调速器进行了一系列的仿真实验，包括系统的启动、系统由单机运行向并联运行的切换和突加突卸负载等。仿真的结果表明，本文所设计的智能调速器较传统的调速器在动态特性和稳态精度等方面都具有一定的改进和提高，证明了本文提出的控制算法的有效性。