1. 研究目的与意义（文献综述）

船舶电力系统是整个船舶系统的一部分,它具有岸电系统相似功能,但相比于岸电电网,船舶电网又有其特殊性。首先,岸电电网因为容量足够大,一般可认为是容量无穷大系统而船舶电网的容量相对而言要小得多,且受负载变化的影响大。其次,岸电电网的负载由于其多样性,可近似的认为阻抗性能是平衡的而船舶电网的负载分为照明负载和动力负载,其中照明负载总功率较小,动力负载多为电动机,所以船舶电网的负载总体呈现电感性。且船舶电网负载中,某些动力负载的功率大到能和发电机容量相比较。如船首的侧推电动机和某些压载泵的电动机。船舶电网的这些特殊性,都使船舶电网电压更容易受到负载的变化影响,因此,船舶同步发电机配备维持电压稳定的励磁调节器显得尤为重要。

船舶电网不同于岸电电网,前者容量较小,不能视为无穷大电网船用负载多为电动机类电感性负载,并且经常起停,其中某些电动机的功率甚至能和发电机的容量相比较。这都造成了船舶电网电压经常波动且波动大。因此,需要船舶同步发电机的励磁调节器具有维持电网电压稳定的功能,以使船用电器设备能在额定电压下正常工作。

维持同步发电机电压和频率的恒定是保证电力系统供电品质的两个重要指标，因此，维持电压和频率的恒定、保证系统的功率按发电机组的容量比例分配等是保证船舶电力系统正常工作的重要环节。

2. 研究的基本内容与方案

多年来,发电机励磁系统发展迅速。励磁方式从直流励磁机方式发展到采用交流励磁机加静止（或旋转）半导体整流器的励磁方式和自励式半导体励磁方式。励磁控制器也从传统的模拟式调节单元发展到了以微机为核心的数字式单元。随着大功率电力电子和微机控制技术水平的提高,近年来,出现了新型的交流变频励磁系统。励磁理论也从最初的以比例调节和pid控制为代表的古典励磁控制方式,经历“avr pss”式电力系统稳定器辅助励磁控制策略,和具有更好动态性能的线性最优励磁控制器,发展到了现在的以自适应、非线性控制以及智能控制等理论为代表的现代控制理论。

相对于岸电电力系统励磁控制器的飞速发展,船舶同步发电机励磁调节器的发展相对滞后,目前多数船舶仍然配备模拟式励磁调节器。究其原因,有以下几点：工况制约、负载的电感特性、价格制约。

与模拟式励磁调节器相比,数字式励磁调节器有以下优点：便于实现各种控制算法、精度更高,控制过程更优越、完备的限制、保护和报警功能、可靠性高,无故障时间长、通讯方便、方便扩展功能和产品的更新换代。因此,研制船用数字式同步发电机励磁调节器,对于船舶自动化程度的提高和船舶电网的稳定有重要意义。

3. 研究计划与安排

第1—4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的技术知识，并结合实际要求完成要求。确定方案，完成开题报告。

第5－8周：掌握avr调压器和pid电压控制器工作原理和特点。

第9－12周：研究船用发电机电压调节特点，探讨avr和pid电压调节的应用。

4. 参考文献（12篇以上）

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[2] chern t l, wu y c. design of brushless dc position servo systems using integral variable structure approach. iee proceedings-b, 2014, 140(1): 27~34

[3] s. k. chung, j. h. lee, j. s. ko, and prof. m. j. youn, “robust speed control of brushless direct drive motor using integral variable structure control,” iee proc., electr. power appl., vol. 142, no. 6, 2013, pp. 361~370