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集装箱船压载系统仿真与监控研究
| 论文题名： | 集装箱船压载系统仿真与监控研究 |
| 关键词： | 集装箱船;压载系统;仿真技术;监控系统 |
| 摘要： | 压载系统是船舶在航行、装卸、停泊等各种营运状态下保持稳性的重要系统。船舶压载系统的设置就是为了保证船舶在航行、出入港口、货物装卸等各种工况下都有一定的吃水深度，一定的重心高度和稳性平衡状态，也即通过随时调整各压载水舱的压载和排水使船达到平衡和保持恰当的排水量。目前，集装箱船运输发展很快，这种运输方式的优点是航速快、装卸效率高、劳动强度低、减少货损货差以及便于开展多式联运。集装箱运输已成为件杂货的主要运输方式，具有很好的发展前景。压载系统亦是集装箱船必不可少的辅助系统。现代压载管理，基本上都是由计算机来完成。压载水的控制在压载水控制室内进行，通过控制屏上的仪表与指示灯，各压载水舱及泵的运行状况一目了然，更为先进的集装箱船还设有自动的反横倾系统，在货柜起吊中把左右压载舱配平，可以基本上保持船舶不横倾。 本课题以某1100TEU 全集装箱船压载系统为仿真母型，通过模拟仿真船舶的实际压载调节过程，通过对压载水的控制来实现船舶的稳性调节，实时计算和显示船舶不同装载状态下的船舶稳性参数（如船舶吃水、横倾角、纵倾角、各舱室液位等），并通过简明的人机界面对系统各参数进行实时监控。采用仿真技术来研究船舶压载系统，可以在一定程度上代替物理试验，检验船舶研发设计的合理性，从而节约大量的人力物力，进而对其做出正确的评估改进；其次，通过对船舶压载调平模型的建立，仿真系统可进行与实船相类似的操作，并将应用范围扩展到轮机模拟器压载水仿真系统，用于轮机模拟器实践教学和培训。 本文以某1100TEU 全集装箱船压载系统为仿真母型，在对压载系统工作原理深入研究的基础上，经过适当的简化，在MATLAB/SIULINK 仿真平台上，建立了压载泵数学模型、管路数学模型、稳性调节数学模型和舱室数学模型。针对不同工况，依据已建立的算法，开发了系统仿真模型，对压载系统动态调节过程进行模拟仿真。在InTouch组态软件平台上，对监控系统人机界面的开发进行了详尽深入的研究，为实现对仿真模型进行监控、参数实时显示，总结出压载监控系统人机界面设计的具体原则，设计了船舶压载系统的控制逻辑，介绍了监控界面的设计方法和步骤。通过DDE协议，InTouch 环境下的监控软件与MATLAB 环境下的仿真模型将实现实时数据通讯。 本文所建立的仿真系统可以反映出船舶的实时浮态，并可以根据模糊判断规则，自动实现稳性调节以保证船舶的平衡。仿真结果与实验测量数据相比很接近，仿真精度较高，与相同工况下的仿真母型的性能指标基本一致。 |
| 作者： | 吕洋 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 潘朝峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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