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柴-燃联合动力装置（CODAG）仿真与实验研究
| 论文题名： | 柴-燃联合动力装置（CODAG）仿真与实验研究 |
| 关键词： | 水面舰船;柴油机;燃气轮机;推进系统;联合动力装置 |
| 摘要： | 柴一燃联合动力推进模式是大中型水面舰船的主要推进模式之一，共同工作的CODAG装置继承了交替工作的CODOG装置巡航时柴油机良好的经济性，而且在高速时还能将柴油机并入动力系统，而不是让柴油机“闲置”。近年来的相继增压技术的应用使得柴油机低工况的性能大幅度改善，结果是用于联合动力装置的柴油机功率大大提高，与燃气轮机功率的比值已从原来的1：5提高到1：1.64左右，在全速航行时可获得的航速收益达到了17％。它的投资费用约为交替使用的CODOG装置的79％-83％，燃油经济性是后者的80％，维护费用是后者的35％-75％，最高航速可达32节左右。鉴于共同工作的CODAG装置的突出特点，有必要对其进行先期研究，掌握其关键技术。 本文从试验和仿真两方面入手研究共同工作的CODAG系统的工作特性、控制算法与策略。首先对原有的交替工作的CODOG实验台进行改造使其能满足柴一燃联合动力装置不同模式(CODOG或CODAG)的实验研究需要。其次以此试验台为对象建立了相应的数学模型，并进行了相关运行工况的仿真计算研究。主要工作如下： 1．对共同工作的CODAG装置的运行方式进行了系统分析，对共同工作的CODAG装置试验台测控系统的硬件与软件进行了设计制造及安装调试；进行了共同工作的CODAG系统多方案的实验研究：在国内首次成功进行了两台主机的单独稳定运行及切换和共同工作运行，完成了两主机共同工作时的加减负荷试验、调速和转速阶跃响应实验，得到了柴油机和燃气轮机的转速、功率和各自的SSS离合器中间滑移件的位移曲线。 2．将共同工作的CODAG装置推进系统按其功能进行了模块化分解，建立了用于控制系统分析的非线性模型，并应用计算机数字仿真的方法，研究了该试验台的稳态和动态特性。本文运用MATLAB/Simulink仿真工具对共同工作的CODAG装置物理模拟实验台进行了建模与仿真，建模采用自顶向下和模块化的设计方法，整个系统包括柴油机及电子调速器模型、液力偶合器模型、燃气轮机控制系统模型、SSS离合器模型、并车齿轮箱模型及负荷模型。各个子系统间通过输入输出接口而构成一个相互作用的有机整体，对系统的动态特性进行了综合仿真研究，将仿真结果与实验结果进行了对比，为控制系统的设计提供了一定的参考依据。经过大量的实验研究，证明了整个测控系统的设计是可行的，能够完成预定的要求，对进一步研究提高共同工作的CODAG系统的可靠性和机动性提供了重要的理论及实验基础。 |
| 作者： | 王明为 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 孙聿峰 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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