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远洋船舶轮机模拟器智能柴油主机系统建模与操作仿真
| 论文题名： | 远洋船舶轮机模拟器智能柴油主机系统建模与操作仿真 |
| 关键词： | 智能柴油机;轮机模拟器;容积法;示功图;建模仿真 |
| 摘要： | 随着柴油机电子控制技术的发展，现在的远洋船舶逐渐采用大型低速智能柴油机作为主推进动力装置，但是由于智能柴油机控制系统比较复杂，有很多操作都是通过软件来完成的，这就增加了轮机员对智能柴油机日常运行管理和维护的难度。因此开发智能柴油机模拟器对轮机员进行上船前的培训显得至关重要。而如何建立能准确反映智能柴油机动力装置的数学模型和模拟实船的操作控制系统是轮机模拟器开发的核心部分。 本文选用香港东方海外集团(OOCL)公司所属的8063teu集装箱船作为轮机模拟器仿真母型船，其主推进动力装置MAN B&W12K98ME-C智能柴油机作为建模仿真对象，开展了如下的研究: (1)分析了智能柴油机的工作原理，比较了与传统柴油机的结构差异，运用容积法、平均值法和插值法等方法建立起了智能柴油机的数学模型。对ME型智能柴油机的气缸内热力过程、涡轮增压器热力过程、进排气系统热力过程、高压共轨系统、排气阀执行器、柴油机控制单元(ECU)、气缸控制单元(CCU)和主机遥控系统进行建模。并对智能柴油机模型进行仿真计算，得到了不同工况下的重要工作参数，如缸内排温、最高爆发压力、平均指示压力和扫气压力等，仿真数据与台架试验数据较吻合。并绘制了不同工况下柴油机的p-v、 p-(ψ)和T-(ψ)示功图。 (2)详细介绍了轮机模拟器系统的网络结构组成和仿真支撑平台的功能特点，并对实船的主操作面板(MOP)软件的功能及结构进行分析。利用可视化编程软件Visual C++6.0的MFC应用程序作为开发工具，以各种图像制作、按钮、标签和液柱显示等控件为辅助工具，开发出了能实现多种仿真操作、监控显示和在线调节柴油机工作参数等功能的智能柴油机操作仿真软件。 (3)运用实例演示智能柴油机操作仿真软件在备车的状态起动主机的操作流程。并且还通过举例说明如何在线调节柴油机单缸的爆压，并以p-(ψ)示功图的形式展现了单缸爆压调节前后的曲线对比，能较准确的模拟仿真实船主操作面板(MOP)的功能。并完成了对主机常见的故障进行仿真模拟。 建立的智能柴油机数学模型和开发的智能柴油机操作仿真软件已运用到WMS2012远洋船舶轮机模拟器中。 |
| 作者： | 任伟 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 孙俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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