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船舶电力推进PMSM模型预测控制研究的任务书
一、选题背景
随着船舶制造技术的不断发展，电力推进已经成为船舶动力推进领域的主要趋势。电力推进系统具有动力效率高、噪声低、维护方便等优势，广泛应用于商船、巡逻船、军舰等领域。船舶电力推进系统的关键元件之一是永磁同步电机（PMSM），它具有高效、占用空间小、功率密度大、响应快等优点。然而，由于船舶电力推进系统的复杂性，其性能控制难度较大，因此需要研究高效、准确的控制方法，以提高其动力效率和运行安全性。
二、研究目的
本研究的目的是：基于永磁同步电机在船舶电力推进系统中的应用，建立电力推进PMSM模型，采用预测控制方法，实现对电机输出转矩的控制，并验证该方法的可行性和有效性。
三、研究内容
1.建立电力推进PMSM模型，包括电机本身、功率电子变换器、系统控制器和船舶负载等各个组成部分，建立模型的动态性能分析和控制策略。
2.研究预测控制方法在电力推进系统中的应用，包括模型预测控制（MPC）和递归预测控制（RPC）两种方法，分析其优缺点，并在船舶电力推进系统中进行应用。
3.研究船舶负载的特性和影响，建立负载模型，并结合预测控制方法进行分析和控制，实现最佳控制效果。
4.建立电机输出转矩的控制策略，通过预测控制方法实现对转矩的精准控制，以实现电机高效稳定运行。
5.使用数学仿真方法，验证本研究提出的预测控制方法的可行性和有效性，并与传统的PI控制方法进行比较。
四、研究意义
本研究的意义主要体现在以下两个方面：
1.为船舶电力推进系统的优化控制提供了一种新的思路和方法，实现对电机输出转矩的精准控制，提高系统动力效率，降低运行成本和对环境的污染。
2.为PMSM在船舶电力推进系统中的应用提供了一种新的解决方案和技术支持，推动永磁同步电机在船舶工业中的应用和发展。
五、研究步骤
1.研究船舶电力推进系统的基本原理和组成结构，建立电力推进PMSM模型。
2.研究预测控制方法的基本原理，包括MPC和RPC两种方法，分析其优劣，并选择适宜的控制方法。
3.建立船舶负载模型，分析负载特性和对系统影响，并结合预测控制方法进行控制。
4.建立电机输出转矩的控制策略，实现对转矩的精准控制。
5.进行数学仿真和实验验证，比较预测控制方法和传统PI控制方法的性能差异。
六、预期成果
1.建立电力推进PMSM模型，分析系统的动态性能和控制策略。
2.基于预测控制方法，实现对电机输出转矩的精准控制，并验证控制效果。
3.获得理论和实验数据，验证预测控制方法相对于传统PI控制方法的优越性。
4.发表学术论文、申请专利或软件著作权等科研成果。