随着船舶吨位的不断增加和船舶自动化水平的提高,大功率电动机和大功率半导体器件在船舶上的应用越来越广泛,对船舶同步发电机励磁控制系统的要求也越来越高。随着计算机和大规模集成电路的发展,在陆用发电机组中,数字励磁调节器已经大量使用,但由于船舶电力系统的突变性大、环境恶劣、船东对调节器成本控制要求高等限制,船舶同步发电机励磁控制器还是以模拟式为主。为研制出高性价比的励磁调节器,作者进行了相关研究和实验。发电机在正常运行时,负载总是不断变化的,而不同容量的负载和不同的功率因数,对同步发电机励磁磁场的作用是不同的,对同步发电机的内部阻抗也是不一样的。要维持同步发电机输出电电压在一定水平,必须根据负载的大小和性质调节同步发电机的励磁电流,另外多台机组并车运行时,要实现无功功率的分配,也需要调整各机组的励磁电流。发电机励磁电流的调整通过自动电压调节器(AVR)来实现。本系统以TI公司DSP-2000系列中的TMS320F2812作为控制核心,以傅里叶交流采集算法和模糊PID控制算法为主要的控制思想,将原有依靠模拟电路实现的励磁调节系统改造成微机调节系统。本论文首先介绍了傅里叶采集算法和模糊PID算法的工作原理,对傅里叶交流采集算法进行了大量的验证实验,对模糊PID算法进行了细致的阐述;其次对于系统的硬件及软件设计进行了详细的解释,其中包括交流电压和交流电流采集单元的软硬件设计、励磁电压和励磁电流采集的软硬件设计、频率和功率因数角采集的软硬件设计、通信的软硬件设计、CPU单元的设计、驱动的设计等。本课题以武汉理工大学船舶实验电站为实验平台,使用了北京瑞泰DSP试验箱、广州周立功CAN采集卡等试验工具。本系统设计完成之后,在实验中基本上达到了预期的效果。