柴油機(jī)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)在大型船舶推進(jìn)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,隨著現(xiàn)代化船舶的不斷發(fā)展，推進(jìn)系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性提出了更高的要求。為滿足各方面的要求，有必要對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)在各個(gè)工況下的穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能及船-機(jī)-槳匹配進(jìn)行研究。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，利用推進(jìn)系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析已經(jīng)成為推進(jìn)系統(tǒng)性能分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)化的重要方式。另外，在推進(jìn)系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上，可以開發(fā)在線監(jiān)測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、輪機(jī)模擬器、實(shí)船訓(xùn)練系統(tǒng)等。對(duì)于推進(jìn)系統(tǒng)模型用于推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化而言，只要達(dá)到分析目的即可，并不強(qiáng)調(diào)

2、仿真實(shí)時(shí)性。但是，如果在推進(jìn)系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開發(fā)各種實(shí)用型實(shí)時(shí)系統(tǒng)，對(duì)仿真實(shí)時(shí)性具有很高的要求。如何滿足實(shí)時(shí)性要求一直是系統(tǒng)開發(fā)中的重要問題。因此，有必要建立推進(jìn)系統(tǒng)仿真模型，并研究其仿真實(shí)時(shí)性。
　　本文要對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)的性能進(jìn)行仿真研究，屬于分析仿真，并不強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，因此，推進(jìn)系統(tǒng)模型中，柴油機(jī)模型選擇精度高的曲軸轉(zhuǎn)角模型。在MATLAB/SIMULINK仿真環(huán)境中，首先建立了推進(jìn)系統(tǒng)模型，包括柴油機(jī)、減速箱、螺旋槳、船體阻

3、力、調(diào)速器、軸系轉(zhuǎn)動(dòng)平衡和船體平動(dòng)平衡等模塊。其中，建立柴油機(jī)模型時(shí)，考慮了進(jìn)出氣閥時(shí)氣體的流動(dòng)狀態(tài)、氣體組分及屬性參數(shù)變化、散熱損失等方面。將建立的曲軸轉(zhuǎn)角模型應(yīng)用于7.6萬噸半潛船推進(jìn)系統(tǒng)，研究了推進(jìn)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工況下的穩(wěn)態(tài)性能和船舶加速、船舶阻力突變及螺距比變化等過渡工況下的動(dòng)態(tài)性能。并通過柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了推進(jìn)系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性。雖然曲軸轉(zhuǎn)角模型精度高，但是其仿真速度過慢。因此，結(jié)合曲軸轉(zhuǎn)角模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的特點(diǎn)