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某舰推进系统综合性能的仿真研究
| 论文题名： | 某舰推进系统综合性能的仿真研究 |
| 关键词： | 计算机仿真技术;军舰;齿轮箱;柴油机;巡航速度;海里耗油量 |
| 摘要： | 计算机仿真技术是一门综合性很强的技术学科和试验学科，它是利用系统的数学模型在计算机上进行的试验，是预测和研究系统性能的有效手段，主要特点是投资少、见效快、无风险。 某舰是我国海军正在研制的新型舰艇，其推进系统主要由四台PA6柴油机、四只液力偶合器、两个减速齿轮箱、两根调距桨和一套控制系统组成。由于该型军舰在国内首次采用CODAD型推进方式；推进主机及控制系统是国内新研产品，还没有装船使用过；并车齿轮箱和调距桨分别从国外引进；同时该舰设计和建造周期短、使用工况多、技术要求高，所以需要先通过计算机仿真来分析这个复杂的推进系统的稳、动态的配合特性及控制系统的控制策略，以减少该新型舰艇的研制、实验费用和风险，缩短实验周期，保证该舰安全、可靠、经济地运行。 从符合课题研究目的、又要经济性通用性好、便于升级提高的角度考虑，本课题的仿真模型使用MATLAB/SIMULINK6.0版建立。通过对该舰推进系统的科学分析，依据国内、外的设计单位和供货公司的实验数据或设计参数，在原有的研究的基础上，进一步修改和完善了该舰推进系统在静水、无风浪条件工作一维直线运动的合理、正确的数学模型及仿真模型。 利用建立好的推进系统仿真模型，经多次运算获得各工况、不同螺距—转速关系下，船—机—桨各主要参数的稳态值，检验了该舰的快速性和可靠性，并为动态性能的研究提供了基础。在稳态性能仿真结果数据的基础上，本文进一步建立了推进系统的经济性优化模型，通过计算，得到了机桨最优匹配的经济性方案。优化结果表明，低航速（≤20节）时，无论从经济性，还是保护主机的角度讲，采用双机双桨模式都是十分有利的。航速大于20节时，双机双桨模式不能满足快速性的要求，航行模式切换到四机双桨。航速大于24节时，每海里耗油量的增长率较航速的增长率大大提高，经济性迅速恶化，因此应将该舰巡航速度限制在24节以下。 利用联调好的推进装置和控制系统的仿真模型，本文研究了该舰在某典型工况（全速正车到全速倒车的急停工况）下的动态性能。作为机动性预测的一部分，本文比较了不同控制方案、控制参数对该舰应急停船性能的影响。经仿真比较，本文建议控制系统采用第一套控制方案，即紧急倒车指令发布后，柴油机转速迅速下降至倒车转速，依靠变螺距由正到负，来实现紧急停车过程。通过反复的计算比较，笔者为控制系统选取了较为合理的参数设定值。 在本文的总结部分，作者提出了下一步工作的方向及内容。 |
| 作者： | 隋琳 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 张维竟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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