当今高速船的种类繁多,新的船型不断出现,对于各种形式的高速船来说,为达到其高速高效运行的目的,它们都具有如下一些特点:其一是对重量非常敏感;其二是结构承受的稳态力和非稳态力较常规船大一些。显然,高速船的这些特性,使得它对航行状态的变化非常敏感。船舶的实际航行状态与设计工况不相符合时,船-机-桨之间的配合远离最佳匹配,必然出现“桨轻”或“桨重”的现象。由此可见,螺旋桨和主机的合理匹配既要充分利用主机的功率,又要在运转工况范围内使主机功率不超过允许的范围,实现船、机、桨的最佳匹配,获得高效的动力性能、经济性能、可靠性能和较长的使用寿命。对于上述问题,采用定距桨是无能为力的,而只有可调桨才能从根本上解决高速船在变工况后的机、桨不匹配问题。本文主要探讨了高速船可调桨推进系统的建模、控制算法和优化方法。首先,根据高速船的特点,建立了船桨子系统、柴油机子系统和负荷控制子系统、螺距控制子系统、优化控制目标函数等的数学模型。并且,基于MATLAB/SIMULINK模块,搭建出整个推进系统的图形仿真模型和高速船可调桨推进系统的优化控制目标模型。然后,在MATLAB/SIMULINK平台上编制基于模糊算法的高速船可调桨推进系统的转速控制算法和螺距控制算法,以及在MATLAB6.5平台上编制了基于遗传算法的高速船可调桨推进系统优化控制目标的优化程序。最后,使用模糊PID控制和传统的PID控制对某型舰进行仿真研究,并将仿真结果进行了分析比较。仿真结果表明,模糊PID控制比传统PID控制的控制效果要好。模糊PID控制器可以很方便地通过调节螺距来改变桨叶的角度,实现主机负荷的增大或减小,从而改善高速船舶在不同工况下的主机推进效率和船舶操纵性能,实现船-机-桨的最佳匹配,延长了主机寿命,降低了营运成本。