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船舶航行条件对智能船主机运行状态的影响研究
| 论文题名： | 船舶航行条件对智能船主机运行状态的影响研究 |
| 关键词： | 船舶智能系统;运行状态;操纵决策;航行条件 |
| 摘要： | 随着船舶智能化的发展，船舶智能系统在航行中扮演越来越重要的角色，要实现在复杂环境条件自主航行，智能系统需要在大量经验数据的基础上对主机进行操控。本文通过建立实船环境下的智能船主机仿真模型，研究航行条件变化对主机运行状态的影响，为船舶智能系统在复杂海况时分析决策提供理论依据，保证主机和船舶的安全运行。 本文根据低速机建模原理在MATLAB/Simulink中建立了“智能船舶1.0”研发专项中超大型油轮智能示范船主机容积法模型，包括气缸工作过程、进排气系统、涡轮增压系统、中冷器和液压驱动排气阀模型。将推进特性下修正后的4个稳态工况的模型仿真结果与试车实验值进行了对比分析，证明了建立的主机稳态仿真模型具有一定的精度。 本文介绍了智能船主机试车实验，包括实验方案设计、实验过程以及部分实验结果，重点介绍了缸压曲线的测试及处理过程。介绍了船舶试航试验包含的项目，设计了智能船试航试验数据的初步整理和二次筛选方法，并举例说明了数据处理方案的正确性。对比试车实验和试航试验主机运行条件，从船舶运行储备、环境参数以及主机输出平衡三个方面，定性分析了两次试验主机性能存在差异的原因。 在智能船主机稳态模型的基础上，建立了包括负载、轴系转动平衡以及调速器在内的主机动态仿真模型。利用试航试验数据对环境参数进行了修正，增加了船舶运行储备模块，并选取一段试航试验中主机加速过程数据，对模型进行了验证。在此基础上，设计了9组船舶航行条件逐渐恶化的仿真实验，研究污底、风、浪、环境因素等条件对加速过程中主机性能的影响。本文的研究工作对船舶智能系统在复杂环境对主机操控程序的设定和船员在复杂环境的对船舶的操纵具有重要的参考价值。 |
| 作者： | 李兵权 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 丁宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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