Даник В. В. Підвищення ефективності процесів керування судновими комбінованими пропульсивними комплексами

Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми підвищення ефективності процесів керування судновими комбінованими пропульсивними комплексами (КПК) за рахунок впровадження диференційного привод-генераторного агрегату та методів оптимального керування. Зазначено, що з точки зору забезпечення ефективності одним з найбільш перспективних напрямків розвитку енергетичних систем суден на теперішній час є комбінація пропульсивної установки з електроенергетичною системою: з одного боку, за рахунок застосування валогенераторних установок, що забезпечують живлення споживачів у ходовому режимі, з іншого – за рахунок впровадження систем електроруху з єдиною електроенергетичною установкою. На основі аналізу підходів до побудови комбінованих пропульсивних комплексів доведено перспективність застосування КПК на базі СЕР змінного струму с редуктором, в яких гребний електродвигун отримує живлення від оборотного перетворювача частоти, проаналізовано сучасні тенденції щодо побудови КПК та їх систем керування, визначено вимоги до складових частин КПК. Для аналізу роботи валогенераторної установки з диференційним привод-генераторним агрегатом у різних режимах функціонування удосконалено математичну модель процесу керування судновим комбінованим пропульсивним комплексом, що дозволяє проводити аналіз роботи комплексу як при ходовому, так і при аварійному режимі функціонування. На основі аналізу результатів комп’ютерного моделювання обґрунтовано доцільність впровадження адаптивних систем керування комбінованим пропульсивним комплексом, визначено параметри, що характеризують ефективність роботи КПК та шляхи їх покращення. Розглянуто методи визначення оптимального керування судновими комбінованими пропульсивним комплексом та формалізовано завдання на основі критерія узагальненої оцінки якості їх функціонування, та запропоновано новий метод оптимального керування частотним перетворювачем генератору опори, що забезпечує мінімізацію визначеного критерію із дотриманням відповідних обмежень. Враховуючи нестаціонарний характер навантажень та обмеженість інформації про збурюючі впливи та стан об’єкту, обґрунтовано доцільність застосування нечіткого регулятора для побудови адаптивної системи керування судновим комбінованим пропульсивним комплексом. Проведено комп’ютерне моделювання роботи КПК із розробленим нечітким регулятором, результати якого підтвердили ефективність запропонованих рішень. Виходячи з отриманих результатів, було визначено вимоги до компонентів КПК, наведено практичні рекомендації щодо побудови системи керування та вибору конфігурації валогенератора КПК, розглянуто підходи щодо зменшення впливу параметрів джерела на гармонічний склад напруги бортової мережі. Використання результатів, отриманих в ході дисертаційного дослідження, дозволяє будувати високоефективні системи керування судновими комбінованими пропульсивними комплексами, значно підвищити якісні показники електричної енергії в судновій енергосистемі та забезпечити працездатність суднової енергосистеми при аварійних ситуаціях.