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LNG船推进控制系统建模与仿真研究
| 论文题名： | LNG船推进控制系统建模与仿真研究 |
| 关键词： | 液化天然气船;主汽轮机;推进控制;数学模型;可视化仿真 |
| 摘要： | 我国自主建造的LNG船采用日本川崎重工生产的UA-400型蒸汽轮机动力装置，配备Nabtesco公司提供的推进控制系统。 LNG船蒸汽动力装置在控制和操纵上较传统的柴油机船舶有很大区别，目前我国具备LNG船适任能力的轮机管理人员数量十分有限，缺口逐年增加。在不操纵实船的情况下通过模拟器进行仿真培训，可以快速提高轮机管理人员的技术水平。然而，我国大型LNG船轮机模拟器的研究工作才刚刚起步，对推进控制系统的建模和仿真研究工作亟待开展。 基于上述情况，依托大连海事大学LNG船轮机模拟器研发项目，本文对LNG船推进控制系统进行了深入的建模和仿真研究，共完成了以下研究工作: 1.建立了控制对象的数学模型并进行了仿真计算分析，为控制系统的仿真和调试提供了平台。本文按照模块化建模的思想对主汽轮机推进系统进行了合理划分，分别建立了主操纵阀模型、主汽轮机本体模型、减速齿轮箱和推进轴系模型以及船—桨模型，其中成功的用状态空间方程描述了主操纵阀液压伺服系统，揭示了其动态过程。最后将各模块按顺序组合，在Matlab/Simulink环境下进行仿真试验，仿真的稳态和动态结果均满足要求。 2.在对LNG船推进控制系统进行深入分析的基础上，按照功能将其划分为数字调速单元、逻辑控制单元和安全保护单元，分别建立数学模型，并利用已建立的控制对象模型对其进行了仿真试验。仿真结果表明，控制系统的模型能较好的反映主汽轮机实际的控制过程。 3.对LNG船推进控制系统进行了可视化仿真，利用Visual C＃语言，基于VSDotNet平台开发出了LNG船推进控制仿真系统。作为LNG船轮机模拟器的子系统，仿真系统可以模拟完成主汽轮机推进系统的起动、停车、换向等各项操作和控制，并可以和其他子系统及模拟器硬件系统进行通信。 本文所建立的推进控制系统的模型已经成功应用于大连海事大学大型LNG船轮机模拟器研发项目，目前已进入系统总体联调测试阶段。 |
| 作者： | 韩磊 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 张均东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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