柴-燃聯(lián)合動力裝置（CODAG）仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、柴一燃聯(lián)合動力推進(jìn)模式是大中型水面艦船的主要推進(jìn)模式之一，共同工作的CODAG裝置繼承了交替工作的CODOG裝置巡航時柴油機(jī)良好的經(jīng)濟(jì)性，而且在高速時還能將柴油機(jī)并入動力系統(tǒng)，而不是讓柴油機(jī)“閑置”。近年來的相繼增壓技術(shù)的應(yīng)用使得柴油機(jī)低工況的性能大幅度改善，結(jié)果是用于聯(lián)合動力裝置的柴油機(jī)功率大大提高，與燃?xì)廨啓C(jī)功率的比值已從原來的1：5提高到1：1.64左右，在全速航行時可獲得的航速收益達(dá)到了17％。它的投資費(fèi)用約為交替使用的CODO

2、G裝置的79％-83％，燃油經(jīng)濟(jì)性是后者的80％，維護(hù)費(fèi)用是后者的35％-75％，最高航速可達(dá)32節(jié)左右。鑒于共同工作的CODAG裝置的突出特點(diǎn)，有必要對其進(jìn)行先期研究，掌握其關(guān)鍵技術(shù)。 本文從試驗(yàn)和仿真兩方面入手研究共同工作的CODAG系統(tǒng)的工作特性、控制算法與策略。首先對原有的交替工作的CODOG實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行改造使其能滿足柴一燃聯(lián)合動力裝置不同模式(CODOG或CODAG)的實(shí)驗(yàn)研究需要。其次以此試驗(yàn)臺為對象建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模

3、型，并進(jìn)行了相關(guān)運(yùn)行工況的仿真計(jì)算研究。主要工作如下： 1．對共同工作的CODAG裝置的運(yùn)行方式進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對共同工作的CODAG裝置試驗(yàn)臺測控系統(tǒng)的硬件與軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)制造及安裝調(diào)試；進(jìn)行了共同工作的CODAG系統(tǒng)多方案的實(shí)驗(yàn)研究：在國內(nèi)首次成功進(jìn)行了兩臺主機(jī)的單獨(dú)穩(wěn)定運(yùn)行及切換和共同工作運(yùn)行，完成了兩主機(jī)共同工作時的加減負(fù)荷試驗(yàn)、調(diào)速和轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到了柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速、功率和各自的SSS離合器中間滑移件的位

4、移曲線。 2．將共同工作的CODAG裝置推進(jìn)系統(tǒng)按其功能進(jìn)行了模塊化分解，建立了用于控制系統(tǒng)分析的非線性模型，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真的方法，研究了該試驗(yàn)臺的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性。本文運(yùn)用MATLAB/Simulink仿真工具對共同工作的CODAG裝置物理模擬實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行了建模與仿真，建模采用自頂向下和模塊化的設(shè)計(jì)方法，整個系統(tǒng)包括柴油機(jī)及電子調(diào)速器模型、液力偶合器模型、燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)模型、SSS離合器模型、并車齒輪箱模型及負(fù)荷模型。各個