随着船舶行业对动力系统的性能和可靠性要求越来越高、各海事组织关于船舶排放的要求日益严格,船舶动力系统已经向着混合动力的方向发展。船舶柴电混合动力推进兼具传统柴油机驱动和电力驱动的优点,具有较高的可靠性和经济性。船舶柴电混合动力推进具有多种推进模式,各模式之间的切换和运行工况匹配对于提高船舶推进系统的运行效率至关重要。因此本文对船舶柴电混合推进系统展开仿真研究,希望可以促进我国船舶柴电混合动力推进技术的发展。本文首先深入研究了船舶柴电混合动力系统的基本结构,并对动力系统的各组成部分进行了数学建模分析,在MATLAB/Simulink中搭建了主柴油机、轴带发电机、推进电动机、变流器、传动系统、可调距螺旋桨和船体等的仿真模型,该柴电混合推进系统中选用永磁同步电机作为轴带发电机,同时也采用永磁同步电机作为推进电动机,由此深入学习了永磁同步电机的基本原理和结构,分析其数学模型,设计矢量控制系统,并采用SVPWM调制控制技术对电机进行控制,在发电机中引入电流前馈解耦的方法提高了轴带发电机整流器部分的可控性;通过螺旋桨敞水特性曲线和经验公式建立了可调螺距螺旋桨的四象限数学模型;船舶运动及船桨干涉模型采用的是日本拖拽水池委员会的MMG小组提出的分离结构模型。本文还分析了影响船舶经济性的因素及各种动力分配的方法。最后,使用MATLAB/Simulink软件,将柴油机推进模型、轴带发电机模型、电力推进模型、螺旋桨和船体模型结合起来,据此对船舶柴电混合动力推进系统的不同工作模式进行仿真研究,包括柴油机推进模式、经济模式、PTH模式和Booster模式,并使用基于规则的控制策略对动力进行分配。此仿真模型具有通用性,只需修改柴油机、推进电动机、轴带发电机、螺旋桨和船体等模型的参数,就可以对其他船舶的柴电混合动力推进系统进行仿真研究。