船舶電力推進平臺是將數字仿真系統、實時仿真系統和實際的小比例實驗系統整合為一體化仿真實驗平臺，在此平臺上可開展針對電力推進船舶的結構參數優化設計及運行策略研究，通過穩態或動態仿真實驗，分析影響船舶電力推進系統性能的因素，提供改進設計或優化操作的指導，為實際系統的論證或檢驗提供高效的解決方案。

1、概述

電力推進系統實驗平臺是將數字仿真系統、實時仿真系統和實際的小比例實驗系統整合為一體化仿真實驗平臺，在此平臺上可開展針對電力推進船舶的結構參數優化設計及運行策略研究，通過穩態或動態仿真實驗，分析影響船舶電力推進系統性能的因素，提供改進設計或優化操作的指導，為實際系統的論證或檢驗提供高效的解決方案。

（a）母型船推進系統

（b）小比例仿真推進系統

仿真母型船與小比例實驗臺的對比如上圖所示，（a）為仿真母型船推進系統，由推進電機、傳動軸以及螺旋槳組成；(b)為實物小比例仿真推進系統，由推進電動機、傳動軸、彈性聯軸器以及負載電動機組成。其中負載電動機的阻力矩，根據仿真母型船的船機槳數學模型計算得出。

2、船舶電力推進平臺特征優勢

（1）數字仿真系統

基于Matlab Simulink搭建船機槳模型，開展離線仿真研究，具體包括：進速比子系統模型、推力子系統模型、轉矩系數子系統模型、推力減額系數子系統模型、伴流系數子系統模型、有效推力子系統模型、船速子系統模型、螺旋槳轉矩子系統模型等。

（2）實時仿真系統

基于LINKS-BOX實時仿真器，構建船舶電力推進系統硬件在回路實時仿真系統，將在Simulink中搭建的船機槳動態數學模型與小比例實驗平臺結合運行，實現船舶電力推進系統的硬件在回路相關實驗，為實船大系統的設計選型提供依據與指導。

（3）小比例實驗系統

基于相似同構準則，構造目標船舶的小比例實物系統，包括小功率推進電機、傳動軸、彈性聯軸器和負載電機等組成。

3、實驗內容

? 電力推進原理及半物理仿真模型搭建

? 電力推進正車啟動、正車停車、倒車啟動、倒車停車數字仿真實驗

? 電力推進正車至倒車、倒車至正車數字仿真實驗

? 電力推進正車啟動、正車停車，倒車啟動、倒車停車半物理仿真實驗

? 電力推進物理模擬實驗平臺操作試驗

? 電力推進模擬螺旋槳出水和入水實驗

? 電力推進正車至倒車，倒車至正車半物理仿真實驗

? 電力推進多軸聯動半物理仿真實驗

4、船舶電力推進平臺實驗示例

（1）電力推進數字仿真實驗

基于Matlab Simulink搭建電力推進船機槳模型如下圖所示，基于此模型可以開展數字仿真實驗，包括正車啟動、正車停車、倒車啟動、倒車停車、正車至倒車、倒車至正車等。

（2）基于小比例實驗臺的半實物仿真實驗

基于相似同構準則構建的小比例實驗臺，能夠真實模擬電力推進系統的運行，并且通過施加不同的負載轉矩，模擬螺旋槳受阻、出水或脫落等工況。

5、現有用戶

? 華中科技大學