基于變論域模糊PID的船舶柴油發電機調速系統

楊 森, 楊 杰, 張均東, 祝亮亮

(1.海軍工程大學 艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室, 武漢 430033; 2.中國船舶工業系統工程研究院,北京 100036; 3.大連海事大學 輪機工程學院, 遼寧 大連 116026)

基于變論域模糊PID的船舶柴油發電機調速系統

楊 森1,2, 楊 杰1,2, 張均東3, 祝亮亮3

(1.海軍工程大學 艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室, 武漢 430033; 2.中國船舶工業系統工程研究院,北京 100036; 3.大連海事大學 輪機工程學院, 遼寧 大連 116026)

為實現船舶電力系統的穩定性控制，對船舶柴油發電機調速系統的控制進行研究，設計基于變論域模糊PID的柴油機調速系統。選取基于模糊規則的伸縮因子，將變論域模糊控制思想與常規PID相結合，形成變論域模糊PID控制系統結構。在不同工況下對常規PID控制、模糊PID控制和變論域模糊PID控制的柴油發電機調速系統的仿真曲線進行對比分析。仿真結果表明：變論域模糊PID控制算法具有更快的響應速度、更好的穩定性、更小的超調量和更強的自適應性。

船舶工程；船舶柴油發電機；調速系統；伸縮因子；變論域模糊PID

Abstract: Rotation speed control technologies for the marine diesel engine generator are investigated, and a diesel engine generator speed control system based on variable universe fuzzy-PID is designed. The system is basically PID type but the scale factors are adjusted according to the fuzzy rules, which makes it "variable universe". The dynamic response curves of the system are compared with those of a conventional PID controller, which shows that variable universe fuzzy-PID algorithm makes the system response faster with better stability, smaller overshoot, and better adaptability.

Keywords: ship engineering; marine diesel engine generator; speed regulation system; scale factor; variable universe fuzzy-PID

隨著船舶電站裝機容量不斷增加、綜合電力推進系統廣泛普及，人們對船舶供電質量的要求越來越高。由于船舶電網頻率主要是由原動機的轉速決定的，因此對柴油發電機的轉速進行控制是維持船舶電網頻率穩定的關鍵。[1]

目前傳統的PID控制在船舶柴油發電機轉速控制中仍占主導地位，而大功率發電機具有時變性、不確定性、非線性和強耦合性等特點[2]，因此僅采用傳統的PID控制很難再繼續提高船舶柴油發電機轉速的穩定性。……