船舶电力系统是一个集发电、配电、输电、用电为一体的孤岛系统,为整艘船舶提供电能。随着船舶大型化的发展,船舶电力系统的容量在不断地增大,船舶的自动化程度也在日益增加,越来越多的船用设施需要用电来驱动和控制,人们对船舶电力系统供电质量和稳定性的要求越来越高,因此,船舶电力系统的稳定性成为了研究热点。本文首先分析了船舶电力系统的原理特点,对同步发电机励磁系统以及原动机调速系统这两个主要模块建立了数学模型,在此基础上,使用仿真软件搭建了同步发电机励磁系统以及原动机调速系统的仿真模型,将所搭建的模型与负载整合,从而构成了完整的船舶电力系统仿真模型。然后,考虑到同步发电机励磁系统的非线性、时变特性,设计了模糊PID控制器对其进行优化,考虑到原动机调速系统的非线性、时变以及纯滞后特性,设计了模糊PID-Smith控制器对其进行优化。最后,针对系统在运行过程中的主要工况进行了仿真研究,并对未加控制器的系统与加上控制器的系统稳定性进行了对比分析。仿真结果表明:本文搭建的单机以及双机船舶电力系统模型能够准确地反映船舶在航行过程中的实际情况。当系统发生工况变化或者故障时,本文设计的控制器能够明显减小发电机端电压以及转速的超调,缩短其恢复稳定的时间,有效地改善了船舶电力系统的稳定性。