船舶电力推进系统的建模与仿真的任务书.docx

船舶电力推进系统的建模与仿真的任务书
一、任务背景及意义
在近代船舶工程中，传统的机械传动方式已经不够满足现代化船舶的要求，而电力推进系统已经成为船舶推进领域的重大变革之一。相对于常见的内燃机带动螺旋桨推进的方式，电力推进系统较为灵活，操作更舒适，同时还能大大降低海洋环境的污染。
建立电力推进系统的建模与仿真技术是研究电动船舶动态特性的重要手段，也是实现优化设计与控制的关键环节。本次任务旨在通过建立电力推进系统的动态模型及进一步地开展仿真分析，研究电力推进系统的特性，为现代化船舶工程的设计及开发提供重要的技术支撑。
二、研究内容
1.电力推进系统的动态建模
利用运动学原理和电磁学原理建立电力推进系统的动态模型，包括电机、变频器、传动系统和螺旋桨等组成部分，分析电机的转矩及速度输出、传动系统的特性、螺旋桨的推力，揭示电力推进系统的关键机理。
2.仿真分析与优化设计
基于建立的电力推进系统动态模型进行仿真分析和优化设计。运用仿真软件进行系统特性测试，包括电机转速与推力之间的关系、推进系统的能效、船舶动态特性等方面的测试。结合仿真结果进行设计优化，通过改变电机参数、传动比及螺旋桨参数等方式来提高系统的性能表如。
3.数据可视化及演示
应用可视化技术，通过动态技术手段将仿真结果传达出来，使得复杂系统模型的数据更加直观呈现出来，从而更好地向设计和决策人员传递信息，为电力推进系统的实用化提供技术支持。
三、研究目标
1.成功建立电力推进系统的动态模型，实现系统所有部件的参数集成和动态特性建模。
2.运用仿真技术进行电力推进系统的特性测试与优化设计，提高系统的性能表现。
3.通过可视化技术对仿真结果进行动态演示，使复杂的数据呈现形式更加直观。
四、研究方法与步骤
1.系统资料搜集：搜集电力推进系统的相关文献，包括电机、变频器、传动系统和螺旋桨等关键部件的产品参数和理论设计、性能测试等相关数据。
2.动态建模：运用运动学原理和电磁学原理，建立电力推进系统的动态模型，包括电机、变频器、传动系统和螺旋桨等组成部分。在建立模型的过程中，尤其需要对变频器等处于中间环节之处的部件进行更加精细的建模。
3.仿真分析：基于建立的电力推进系统动态模型，运用仿真软件进行系统特性测试，包括电机转速与推力之间的关系、推进系统的能效、船舶动态特性等方面的测试。进一步通过改变电机参数、传动比及螺旋桨参数等方式进行设计优化，从而提高系统的性能表现。
4.数据可视化及演示：应用可视化技术对仿真结果进行动态演示，使复杂的仿真结果以更加直观、生动的方式呈现出来。
五、预期成果
1.电力推进系统的动态建模技术及仿真分析技术模块的完整实现。
2.电力推进系统仿真研究的报告文献及基于仿真结果的设计优化方案。
3.电力推进系统仿真模型数据的可视化展示，为后续的理论研究及优化设计提供参考。
六、任务分工
1.文献搜集：全体团队成员。
2.系统动态建模：系统模型建立、结果分析及模型修正等任务由两名同学共同完成。
3.仿真分析与优化设计：全体团队成员参与。
4.数据可视化及演示：可视化技术的实现由两名同学协同完成。
5.报告文献的编撰及答辩报告的准备：全体团队成员共同完成。