罗成汉

(1.集美大学轮机工程学院，福建 厦门 361021；2.福建省船舶与海洋工程重点实验室，福建 厦门 361021)

0　引言

船舶电力推进系统具有操纵性好、节能、环保的优点，被视为极具潜力的船舶推进方式，受到各方面的重视[1]。为了在实验室条件下进行船舶电力推进的研究，迫切需要解决船舶电力推进平台带载测试的问题，螺旋桨负载模拟系统的设计是关键所在。文献[2]采用直流电机作为负载电机，对直流电机控制策略进行研究；文献[3-4]对负载模拟原理进行了详细地分析，由于没有采用实时仿真控制器作为开发工具，系统设计需要进行底层硬件开发，系统的灵活性和实时性有待提高。

本文采用dSPACE实时仿真器，设计了基于硬件在环的螺旋桨负载模拟系统，系统由硬件系统、船桨模型系统及其监控系统组成，为推进电机的控制策略研究和性能测试提供试验平台。

1　负载模拟方法

负载模拟方法分为静态模拟和动态模拟两种[5]，静态模拟不考虑模拟系统和实际目标系统的转动惯量，根据船桨模型计算出当前船速和螺旋桨转速下的螺旋桨负载转矩，将其作为模拟系统中负载电机的转矩给定值。根据机组的运动方程可知[6]，在相同的转矩变化下，机组的动态过程取决于系统总的转动惯量，由于模拟系统和实际目标系统的转动惯量不同，采用静态模拟会造成模拟系统的动态过程与实际目标系统的动态过程存在较大差异。为了克服静态模拟存在的误差，需加惯性转矩补偿装置进行动态模拟，有两种常用方法：一是加惯性飞轮进行惯性转矩补偿，该方法降低了负载模拟系统的灵活性；……