原文传递
基于Simulink开展舰船分轴燃气轮机动态特性研究
| 论文题名： | 基于Simulink开展舰船分轴燃气轮机动态特性研究 |
| 关键词： | 燃气轮机;特性拟合;动态特性;可视化仿真;舰船综合电力系统 |
| 摘要： | 综合电力系统具有很好的稳定性、可靠性和经济性，是国内外舰船动力系统未来的主要发展方向。燃气轮机是目前最新一代的动力装置，具有体积小，重量轻，噪声低，快速启动，操作维修方便，比较容易集中控制，并且适用于多种燃料等优点。作为原动机带动舰船综合电力系统中的发电机，燃气轮机是一个理想的选择。所以燃气轮机技术对一个国家的发展、对能量的利用程度、加强国家国防、带动经济增长、改善环境等方面都有着十分重要的意义。对燃气轮机构建科学合理的动态性能仿真平台，既可以降低研发费用，又能减少技术风险、缩短研发周期，具有理论与现实意义。 Matlab/Simulink是一种具有面向图形环境的可视化仿真工具平台，用于多域仿真以及基于模型的设计，是建立燃机模型仿真平台的基础。本文的主要研究内容如下： 采用模块化建模思想，在Matlab/Simulink平台下，建立舰船分轴燃气轮机系统，主要包括进气道、压气机、高压涡轮、动力涡轮、燃烧室、容积模块和转子模块等的数学模型及仿真模型模块库，串联上述模块并完成燃气轮机整机动态仿真模型的搭建。 编制特性拟合程序，采用不同的数学方法对燃气轮机部件特性曲线进行插值拟合。还对效率-流量曲线提出了分区建模拟合方法，拟合效果良好。基于燃气轮机燃油控制系统的工作原理，采取闭环控制的原则，以PID控制算法为核心，设计并搭建了燃气轮机燃油控制系统，包括转速、加速度、温度控制系统。 利用所搭建的燃气轮机性能仿真模型，考虑工质热力性质的变化，开展了燃气轮机稳态和动态性能仿真。分析了燃气轮机各性能参数随不同输出功率和环境温度的变化规律；探究了不同运行工况下负荷突变时燃气轮机的动态特性变化规律。仿真结果表明：基于所建立的燃油控制系统，燃气轮机压比、燃烧室出口温度、燃气发生器转速和动力涡轮输出转速都能随负荷的变化经过快速地调整，达到稳定运行状态，动力涡轮的转速超调率均小于8%，对于分轴燃气轮机动态特性的研究具有一定的参考。 |
| 作者： | 户凌宇 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 王巍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
