首先对船舶电站及船舶电力系统的组成加以理解，通过查阅资料，理解模糊控制 原理、理解船舶电站自动化系统的基本功能和特点，自动电站的基本功能及实现策略。 通过对频率及有功功率的自动调整原理的分析，建立了自动调频调载控制系统的简易 数学模型，包括自动调频调载装置、继电器、伺服电机、调速器和柴发电机构成的系

统的数学模型

结合相应的数学模型，通过 Matlab-simulink 对基于虚有差法和基于模糊控制规 则修正的虚有差法建立所需的仿真模型，并分别在单机运行和双机运行的时候进行仿 真处理。

通过观察仿真结果图形，给出相应结论。

第二章 频率及有功功率的自动调整原理

2。1 船舶电力系统频率变化的原因 [15 ]

在船舶电力系统中，负载可能会突发变化，往往此时的原动机油门来不及调整， 造成其驱动功率与负荷功率的稳定性被破坏，电网频率变化。

同步发电机频率与原动机转速的关系：

式中：

f ——同步发电机频率，Hz；

p ——同步发电机的磁极对数；

n ——同步发电机原动机的转速，r/min。

发电机运行时，转矩平衡方程式为

Mm ——原动机的驱动力矩；

Me ——同步发电机负载的阻力矩；

M ——机械与电器损耗所对应的阻力矩 J ——同步发电机组的转动惯量； Ω——同步发电机组的角速度。

同步发电机功率与转矩的关系为：

以额定转速为基准值，角速度偏差非常小的时候，其平衡公式可看作：

Pg ——机械功率；

Pf ——负荷功率；

P ——损耗功率；

c   dt

Tc ——机组的惯性时间常数

机械功率 Ps 的大小受原动机油门开度控制，当其大小等于发电机的负荷功率与 机电损耗功率之和时，得出 d/dt 0 ，即同步发电机的频率是一个定值。但是当负 载发生改变时，产生机械功率 Pg 的原动机尚未来得及做出改变，此时的功率平衡就 会被破坏。当负荷增加时，由公式（2-4）可一分析得到 d/dt 小于零，可知频率会下 降，反之，频率上升，频率产生变化的时候，若是不改变原动机的喷油量，会导致由 频率的改变而引起的系统失效的问题。

通过上述分析，不难得出，必须通过随时改变原动机的油门，来保障频率的稳定。 而且一般原动机设定的初始频率也是其工作最有效率的频率，频率的上升或是降低都 会影响船舶电站的供电效率，甚至会造成原动机的损坏。为使原动机的频率能够稳定 在一个数值，一般是依靠调速器来完成的，在整个电力系统中，频率、有功功率的调

整、分配都依靠调速器的调节

2。2  船舶电力系统有功功率调节和分配

船舶电力系统中，有功功率跟频率的关系可看作：

式中：P：有功功率； f：频率；

n：功率与频率的关系指数（不同的负荷其关系指数也不同）； k：比例系数；

由公式（2-5）可看出，有功功率变化因频率的变化而变化，频率升高（或降低）， 对应的电力系统所得到的有功功率也升高（或降低）。从公式（2-4）中已得出负荷 功率的上升（或下降）会造成频率的降低（或升高），从而使从电网得到的有功功率 下降（或上升）。不难看出，在船舶电力系统中，发电机功率平衡被破坏而引起频率 变化时，船舶电力系统中的总负荷从电网中吸收功率的变化起着积极的补偿作用，从 而使系统能达到新的平衡状态，这种补偿作用称作电力系统的负荷调节效应。不过只 依靠这样的调节，难以满足电力系统的频率稳定的要求，而且也难以维持其供电的稳 定，所以还是需要调速器来使电力系统的频率尽可能趋于定值。所以调速器在船舶上 是一个必不可少的器件。论文网