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原文传递船用汽轮机的建模与仿真研究

论文题名：	船用汽轮机的建模与仿真研究
关键词：	船用汽轮机;功能模块;数学模型;系统仿真
摘要：	汽轮机作为船舶的主推进装置历史悠久,具有运行平稳、工作可靠等特点。然而汽轮机系统的附属设备较多,操作人员需要经过专门的培训才能胜任其实际操作。以实物进行培训不仅存在设备运行成本过高的问题,还存在着由于操作人员的误操作而导致设备损坏的可能,同时蒸汽的温度高、压力大对操作人员的人身安全来说也是一个潜在的威胁,所以很有必要建立一个虚拟的系统来对操作人员进行培训。LNG轮机模拟器的研究正是在这样的背景下展开的。　　本文只针对LNG模拟器中的汽轮机部分进行建模与动态仿真。为了使所建立的模型具有通用性,并且要在保证的精度的情况下力求简单,本文在参阅大量文献的基础上采用模块化的建模方法来进行系统的建模。具体方法就是按照汽轮机的结构将系统划分成若干个彼此关联的模块,并根据汽轮机的结构参数和设计参数以及蒸汽流进流出的状态对每个模块进行单独建模,最后将各个模块按一定的顺序进行连接,从而形成一个整体的模型。为了使汽轮机的模型能与LNG模拟器更好的衔接,本文在整体仿真的时候将凸轮轴的转角对应成了实际船舶的车钟指令,使得实验更具有针对性,并且保证了数据的准确性。　　本文的主要工作如下: 　　 (1)分析所要建立模型的汽轮机系统结构,对系统模型划定范围:从主调节阀进口开始,沿蒸汽流动及做功的流程到乏汽从汽轮机流出结束。包括主调节阀、中间容积、高压缸、连通管、低压缸; 　　 (2)汽轮机系统模块划分:主调节阀模块、中间容积模块、汽轮机调节级模块、汽轮机非调节级模块、汽室模块; 　　 (3)对划分出来的各个模块利用集总参数法,根据工作原理建立数学模型; 　　 (4)根据建立的数学模型,利用Matlab的Simulink仿真工具建立仿真模块; 　　 (5)对模块单独进行仿真,验证模块模型的准确性; 　　 (6)将所建立的模块模型按照蒸汽流通所经过的先后顺序进行连接,对连接好的模型进行整体仿真,验证各模块之间的相关性;将仿真出来的数据与资料数据作比较,验证整体模型的准确性。
作者：	魏建波
专业：	船舶与海洋工程
导师：	张均东;甘辉兵
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文