原文传递
柴油机实时仿真技术在大型船舶推进系统中的应用研究
| 论文题名： | 柴油机实时仿真技术在大型船舶推进系统中的应用研究 |
| 关键词： | 船舶推进系统;柴油机;实时仿真;神经网络模型 |
| 摘要： | 近年来,随着现代化船舶的不断发展，推进系统对动力性、经济性和安全性提出了更高的要求。为满足各方面的要求，有必要对推进系统在各个工况下的稳态性能、动态性能及船-机-桨匹配进行研究。随着仿真技术的发展，利用推进系统模型进行仿真分析已经成为推进系统性能分析、设计、优化的重要方式。另外，在推进系统模型基础上，可以开发在线监测系统、故障诊断系统、轮机模拟器、实船训练系统等。对于推进系统模型用于推进系统设计、优化而言，只要达到分析目的即可，并不强调仿真实时性。但是，如果在推进系统模型的基础上，继续开发各种实用型实时系统，对仿真实时性具有很高的要求。如何满足实时性要求一直是系统开发中的重要问题。因此，有必要建立推进系统仿真模型，并研究其仿真实时性。 本文要对推进系统的性能进行仿真研究，属于分析仿真，并不强调实时性，因此，推进系统模型中，柴油机模型选择精度高的曲轴转角模型。在MATLAB/SIMULINK仿真环境中，首先建立了推进系统模型，包括柴油机、减速箱、螺旋桨、船体阻力、调速器、轴系转动平衡和船体平动平衡等模块。其中，建立柴油机模型时，考虑了进出气阀时气体的流动状态、气体组分及属性参数变化、散热损失等方面。将建立的曲轴转角模型应用于7.6万吨半潜船推进系统，研究了推进系统在设计工况下的稳态性能和船舶加速、船舶阻力突变及螺距比变化等过渡工况下的动态性能。并通过柴油机实验数据及参考文献数据，验证了推进系统模型的准确性。虽然曲轴转角模型精度高，但是其仿真速度过慢。因此，结合曲轴转角模型和神经网络模型的特点，本文提出了一种基于曲轴转角模型的柴油机神经网络模型，并将柴油机神经网络模型应用于推进系统，研究了阻力特性变化、螺距比变化对推进系统性能的影响，并分析了半潜船的船-机-桨匹配状况。通过对比各种模型发现，基于曲轴转角模型的柴油机神经网络模型仿真速度快，而且精度高、参数信息全面，可以应用于推进系统性能和船-机-桨匹配研究。另外，在一定意义上，该模型仿真速度较快，增加了实时仿真的可能性，为进一步开发各种实用型实时仿真系统奠定了基础。 |
| 作者： | 王彬 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 丁宇;黄汉龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
