基于中性突变差分进化算法的船舶推进电机参数辨识研究

It is significant to obtain accurate and reliable parameter identification results for control performance of shipboard propulsion motor. While it is very difficult to identify parameters accurately due to temperature, stator current and flux saturation. In this project, taking shipboard propulsion motor vector control system as research objective, parameters of Permanent Synchronous Magnetic Motor (PMSM) is going to be identified by using neutral mutation based differential evolution algorithm to get the mechanisms of parameters variations. Details are.shown as follows: math models and numerical solutions of shipboard propulsion motor concerning shipboard, motor and propeller; mechanism analysis and optimization math model of control performance influenced by motor parameters variations; differential evolution algorithm with neutral mutation operator and its application in parameter identification. We are aiming to reveal the nonlinear functional relations among motor parameters, speed, voltage and current, resulting in accurate physic parameter of shipboard propulsion motor. This research is.fundamental to control frequency conversion online and to breakup monopoly of foreign enterprises for shipboard propulsion motor.

精确可靠的电机参数辨识结果对船舶推进电机控制性能有很大影响。然而电机参数易受温度、定子电流、磁通饱和等因素影响，很难准确辨识。本课题是以船舶推进电机矢量控制系统为研究对象，基于中性突变差分进化算法，对永磁同步电机本体参数进行辨识，以期获得电机参数变化机理与规律的应用基础研究。具体内容包括：考虑船-机-桨耦合作用的船舶推进电机数学建模与数值求解；电机参数变化影响控制性能的机理分析及优化数学模型；含中性突变算子的差分进化算法及其在电机参数辨识中应用。本课题旨在揭示电机参数与电机转速、电压、电流之间的非线性函数关系，进而可准确辨识船舶推进电机的物理参数，为基于智能搜索算法的船舶推进电机变频系统实时控制，打破国外企业对电机变频控制领域的技术垄断奠定基础。

精确可靠的电机参数辨识结果对船舶推进电机控制性能有很大影响。然而电机参数易受温度、定子电流、磁通饱和等因素影响，很难准确辨识。本课题是以船舶推进电机矢量控制系统为研究对象，基于中性突变差分进化算法，对永磁同步电机本体参数进行辨识，以期获得电机参数变化机理与规律的应用基础研究。具体内容包括：考虑船-机-桨耦合作用的船舶推进电机数学建模与数值求解；电机参数变化影响控制性能的机理分析及优化数学模型；含中性突变算子的差分进化算法及其在电机参数辨识中应用。本课题已经完成的研究成果显示：1）船舶推进电机的数值仿真模型是可以建立的，而且可用数值积分方法来进行求解；2）电机参数对电机控制结果有显著影响，而且具有时变的特性；3）本课题将电机参数辨识问题转化为一个组合优化问题，提出的算法可以较好地解决这一优化问题。具体研究成果及数据可参见已发表的相关论文。本课题旨在揭示电机参数与电机转速、电压、电流之间的非线性函数关系，进而可准确辨识船舶推进电机的物理参数，为基于智能搜索算法的船舶推进电机变频系统实时控制，打破国外企业对电机变频控制领域的技术垄断奠定基础。