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船舶侧推系统调距桨装置仿真与应用研究
| 论文题名： | 船舶侧推系统调距桨装置仿真与应用研究 |
| 关键词： | 船舶侧推装置;轮机模拟器;数学建模;系统仿真;故障设置 |
| 摘要： | 船舶侧推装置作为船舶运行中的辅助推进装置，在靠离港口、海上搜救等对操纵性要求较高的船舶上具有广泛的应用，同时也是船舶动力定位系统的重要组成之一。随着造船舶技术的发展，专家对侧推装置的操作性和实用性进行全面研究，各类型的侧推装置相继出现，大大提高了船舶的操纵性、经济性。 船舶侧推系统调距桨装置仿真系统，可以独立存在，也可以融入到轮机模拟器系统中，作为轮机模拟器系统的一个子系统。目前，船舶侧推仿真系统以基本操作培训及人工评估为主，而在典型故障排查、应急处理及自动评估方面还有进一步完善的空间。 本文结合轮机模拟器仿真训练平台和海事智能考试系统的研发工作，以“中远太平洋”号万箱船作为仿真母型船，针对侧推装置辅助船舶运动进行数学建模和动态仿真研究，主要进行了以下几方面的研究： 首先，基于分离建模理论（MathematicalModelGroup-MMG），单独对船体、螺旋桨、舵以及侧推装置建立数学模型，分别研究其水动力特性，在此基础上综合考虑整个船舶推进系统，建立一个三自由度船舶操纵运动数学模型。同时，建立风、流的干扰力及力矩数学模型，分析不同工况下侧推装置辅助船舶运动的操纵效能。 其次，以“中远太平洋”号万箱船作为仿真母型船，研究分析其侧推装置的结构、基本功能和工作原理，开展侧推装置控制系统可视化操作界面的设计与研发。结构上，参照实船上设备控制箱与操作面板，对应驾驶台、集控室等不同舱室分别开发操作界面；功能上，结合侧推装置操作规范流程及其使用说明书，尽可能模拟实船操作；原理上，分析实船电气资料并利用CAD绘制侧推装置主电路图、控制电路图，在系统中增加查看船舶资料的功能，帮助学员掌握侧推装置及其控制系统的工作原理。 最后，通过SUPERSIMS仿真平台和VC++可视化编程，研发了船舶侧推装置仿真器，并将其应用在轮机模拟器仿真训练平台，该仿真器能够全面模拟侧推装置实船操作，帮助学员学习操作过程中可能遇到的典型故障及应急处理办法。同时开发了智能考试评估系统，使得仿真训练平台能根据考生的实际操作和试题评估规则，自动给出考生成绩，目前，通过本文研制出的仿真系统可以作为“船舶侧推装置仿真器”使用，已嵌入到轮机模拟器中，并在本科教学、船员培训及船员考试中应用，其反馈的使用效果也比较理想。 |
| 作者： | 张悦 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 孙才勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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