船用雙燃料發(fā)動機(jī)硬件在環(huán)仿真平臺的開發(fā).pdf

1、船用雙燃料發(fā)動機(jī)憑借其低排放、低油耗、燃料靈活等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前船舶領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其控制策略的研究是實(shí)現(xiàn)船用雙燃料發(fā)動機(jī)工程化開發(fā)必須攻克的難點(diǎn)之一。發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)開發(fā)模式依賴于實(shí)機(jī)試驗(yàn)，存在開發(fā)周期長、試驗(yàn)費(fèi)用高、破環(huán)性強(qiáng)等一系列問題，采用硬件在環(huán)仿真技術(shù)可在目標(biāo)樣機(jī)尚未完全開發(fā)的背景下提前進(jìn)行控制系統(tǒng)控制策略的研究和控制功能的驗(yàn)證，從而縮短開發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)成本。
　　論文作者以ACD320DF型船用中速雙燃料發(fā)動機(jī)為研究

2、對象，根據(jù)雙燃料發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，基于ETAS LabCAR硬件在環(huán)系統(tǒng)，開發(fā)船用中速雙燃料發(fā)動機(jī)硬件在環(huán)仿真平臺，為控制系統(tǒng)的開發(fā)和研究提供測試環(huán)境。主要研究內(nèi)容和研究成果如下：
　?。?）在AVL BOOST RT軟件平臺下建立了ACD320DF型船用中速雙燃料發(fā)動機(jī)的實(shí)時仿真模型，重點(diǎn)研究了雙燃料發(fā)動機(jī)氣體模式下的建模與仿真過程。利用第三方設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告，驗(yàn)證了實(shí)時仿真模型穩(wěn)態(tài)工況仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，并用量化的實(shí)時因子

3、驗(yàn)證了雙燃料發(fā)動機(jī)實(shí)時模型在加載、減載、模式切換等動態(tài)工況下的實(shí)時響應(yīng)能力，證明了該模型可作為虛擬雙燃料發(fā)動機(jī)應(yīng)用于硬件在環(huán)仿真平臺。
　?。?）基于ETAS LabCAR硬件在環(huán)系統(tǒng)軟硬件平臺，根據(jù)雙燃料發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)，構(gòu)建了由真實(shí)控制器、虛擬發(fā)動機(jī)、監(jiān)控上位機(jī)組成的船用雙燃料發(fā)動機(jī)硬件在環(huán)仿真平臺。利用LabCAR Operator-IP軟件將虛擬發(fā)動機(jī)計(jì)算的狀態(tài)參數(shù)數(shù)值量配置為傳感器信號提供給真實(shí)控制器，同時將真實(shí)控制器發(fā)出的

4、真實(shí)控制信號配置為虛擬發(fā)動機(jī)需要的數(shù)值量，并通過LabCAR硬件連接端口保證控制器與虛擬發(fā)動機(jī)間信號的連接。將完成信號配置后的虛擬發(fā)動機(jī)實(shí)時模型編譯成LabCAR RTPC操作系統(tǒng)能識別的實(shí)時代碼，并利用LabCAR Operator-EE軟件開發(fā)雙燃料發(fā)動機(jī)硬件在環(huán)實(shí)時狀態(tài)參數(shù)顯示界面，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控。
　?。?）設(shè)計(jì)了船用雙燃料發(fā)動機(jī)硬件在環(huán)仿真平臺的試驗(yàn)方案，通過虛擬雙燃料發(fā)動機(jī)與Flex-ECU、主燃油調(diào)速器進(jìn)行柴油模式、