基于模糊滑模速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统研究

基于传统PI速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统广泛应用于推进电机的转速调节,但是在推进负载受到外部扰动时,系统的动态响应速度和稳定性仍然不够理想。本文提出一种基于模糊滑模速度调节器的新型船舶推进电机矢量控制系统,并在Matlab/Simulink中建立了模糊滑模速度调节器以及整个矢量控制系统的仿真模型。仿真结果表明,和基于传统PI速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统相比,采用该控制系统的异步电机在电机转速调节时拥有更快的响应速度和更小的超调量,并且对负载的转矩波动具有较强的鲁棒性。     

船舶主锅炉燃油压差调节器的联合仿真分析

基于虚拟样机技术,利用三维建模软件Pro/E及多体动力学仿真软件ADAMS,同时结合MATLAB实现船舶主锅炉燃油压差调节器的虚拟装配和联合仿真分析,获取了相关的动力学特性参数。该方法为相似的调节器虚拟样机研究提供了依据。     

船舶自动操舵数字多回路串级控制系统

本文根据数字控制系统设计原则，结合多回路控制的特点和船舶操纵性传递函数模型，对船舶自动操舵系统进行了直接数字化设计。形成了船舶自动操舵数字多回路串级控制系统，求出了系统航向有因路主调节器的Ｚ传递函数和舵角辅助量补偿回路副调节器的Ｚ传递函数，并且分别得到了主调节器和副调节器的计算机实现算法。     

基于仿真模型构件库的仿真系统开发方法研究

仿真系统的运行离不开模型，随着大型复杂化仿真系统的开发，如何利用原有的模型，减少系统的开发周期和费用是一个亟待解决的问题。在分析仿真系统运行机制的基础上，分析了构件技术及构件库技术，探讨了基于构件库的软件开发的一般方法，提出将仿真模型构件化和仿真系统的开发采用基于仿真模型构件库的观点，并给出了基于构件库的仿真系统的开发流程。     

某型船用柴油发电机系统的建模与仿真

针对目前船舶柴油发电机系统监控软件测试难度大、周期长、成本高等问题,提出利用仿真模型在软件与硬件搭接联调之前先行测试,以减少软件的开发周期和成本。基于模块化建模的思想,分析柴油发电机系统中的热功转换、能量转换和质量迁移等多种能量作用。在SimuWorks仿真平台上根据基本物理学规律将柴油发电机系统分为进气系统、燃油供应系统、PID调节器、气缸、曲轴连杆、轴系转子和发电机七个模块,按照能量传递和转移的方向,搭建起柴油发电机系统的整体模型。利用建立的柴油发电机系统进行仿真研究,通过对稳态和动态仿真实验值的分析,证明了模型的准确性,为柴油发电机系统监控软件的测试奠定基础。     

基于Matlab／Simulink和VB的直流调速系统仿真研究

在某改造项目中，需要模拟电机、励磁调节器、电压调节器等设备的运行。在PC环境下，通过VB和Matlab／Simulink混合编程模拟设备功能，通过数据采集卡和CAN通讯卡从外围设备采集数据并与控制分系统通讯。该仿真系统充分发挥了Matlab／Simulink的建模优势，以及VB编程能力强和人机界面友好的特点，实现了对设备的很好模拟，在项目中得到成功应用。     

基于永磁同步电机的零航速减摇鳍伺服系统研究

现有的船舶零航速减摇鳍都采用液压伺服系统，但是存在许多缺点。为了克服这些缺点，探索了电伺服系统在零航速减摇鳍上的应用。根据零航速减摇鳍的负载特性和对驱动能量的要求，选择了适合该系统的驱动电机和主电路形式。按照从内环到外环的顺序确定调节器的形式和参数。为了减小负载扰动的影响，设计了适合该系统的非线性PID调节器，并提出了一种实用的参数整定方法。在Matlab平台上对该伺服系统进行仿真，仿真结果表明，系统动态性能良好，完全满足零航速减摇鳍的要求。     

船舶冷却水温度半实物仿真系统实现

实现了某大型集装箱船冷却水半实物仿真系统,系统的调节器为实物,执行器为电动阀门,控制对象用仿真计算机上运行的换能器数学模型代替。仿真计算机与调节器、执行器之间采用RS485总线通信,系统的监控软件基于VB6.0平台,并使用MSComm控件实现了监控平台与底层硬件的通信。     

一种同步发电机相复励励磁系统简化模型

相复励是现代同步发电机常用的励磁方式之一.针对通用型的相复励励磁系统设计,本文首先建立了相复励励磁系统的数学模型,建立简化电路模型,并应用于励磁系统中自动电压调节器IGBT缓冲电路设计.仿真及试验结果表明,此简化模型能够正确反映励磁系统动静态特性.     

智能自整定PID主柴油机冷却水温度控制系统

本文应用匈牙利国家科学院Ｃｓ·Ｂａｎｙａｓｕ等人提出的一种数字ＰＩＤ调节器的自适应设计法－－数字ＰＩＤ调节器的鲁棒性设计方法，结合对数时在线辨识和常规数字ＰＩＤ运算，形成了柴油机冷却水温度控制智能自整定ＰＩＤ调节系统。对某柴油机冷却水温度控制系统进行了重新设计和仿真运行。可以看出，本文设计的控制系统具有 良好的性能。     

深海载人平台舱室热特性的仿真与优化研究

建立了深海载人平台空调舱室传热过程的数学模型和MATLAB仿真程序,分析了典型航行工况下舱室隔热层厚度、空调设计风量及开启时长、舱内平均风速和舱内蓄热体蓄热能力4方面因素对舱内温度的影响,并根据计算结果提出优化建议。结果表明：通过调整隔热层的厚度可将定深作业阶段的舱内温度稳定在人员舒适范围,避免空调长时间运行；合理选择空调设计风量和下潜阶段的开启时长,既可以起到节能降噪的作用,又可以保证温度不超出允许范围；舱内平均风速的变化对舱内温度影响不大；增加舱内蓄热体总热容和传热面积,可以减小舱内温度波动。     

水下航行器三速制流量调节阀的动态特性研究

为提高航行器流量调节阀性能,在双速制流量调节阀基础上,对三速制流量调节阀进行系统研究,提出了结构改进方法,建立了以三速制流量调节阀为主的动力系统仿真模型,并对其换速过程的动态特性进行了仿真研究。     

可变喷油速率的电控单体泵喷射系统控制研究

利用 AMESim软件建立柴油机喷射系统仿真模型,对柴油机的结构参数进行匹配优化,选取5种比较合理的方案,并将其中的两组导入到 AVL-BOOST整机仿真模型中,选取最优的供油定时角。在定喷油量、定供油定时角前提下,将不同喷油速率导入到柴油机仿真模型当中,研究不同喷油速率对柴油机缸内温度、压力、排放、放热率以及油耗和转矩的影响。结果表明：合理的喷油速率和供油定时角能进一步优化柴油机的综合性能,同时选取1组动力性能和经济性比较好的方案,进行柴油机的台架试验,仿真和实验的误差在2%以内。结果表明仿真有助于探索柴油机的综合性能规律。     

中速船用柴油机喷油泵顶杆机构导筒裂纹分析

利用虚拟样机技术建立某型中速柴油机喷油泵顶杆机构的虚拟样机模型,对模型进行仿真分析,得到喷油泵顶杆机构导筒动态载荷.对喷油泵顶杆机构的导筒进行有限元建模,根据侧推力选取危险工况后进行结构强度分析,并根据强度分析结果进行疲劳分析.通过分析得到以下结论:导筒与滚轮导筒间隙增大造成导筒侧向载荷增大,最终导致导筒疲劳断裂.     

基于燃油计量阀的高压油泵动态特性仿真分析

以某型基于燃油计量阀的高压油泵为研究对象,在介绍其工作原理的基础上,利用AMESim软件建立高压油泵及共轨管的仿真模型,并通过高压油泵性能试验验证仿真模型的准确性,最后利用模型分析燃油计量阀控制信号的频率和占空比以及驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响.结果表明:燃油计量阀控制信号的频率对高压油泵动态特性的影响较小,而燃油计量阀控制信号的占空比和驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响较大.随着燃油计量阀控制信号占空比的减小以及驱动轴转速的增大,高压油泵输出高压燃油的响应加快,泵油能力增强.     

汽车空调箱内空气流动的数值模拟研究

建立了汽车空调箱的数学模型,与换热器的单体吹风实验结合,采用多孔介质模型计算了空气在蒸发器与暖风芯体间的压力降。通过分析换热器内部速度场、压力场,揭示了空气在空调箱内的流动特性。结果表明：由于蒸发器迎风面积较大,蒸发器侧的压力损失不高,而在暖风芯体处,由于通道扩张不充分,芯体处的速度场不均匀,流体在箱体边缘发生了回流,降低了芯体的换热效能。在出口处,存在较强涡流,是空调箱阻力的主要来源。     

新颖船舶燃油锅炉模拟实验系统的研制

针对船舶燃油辅锅炉控制对象的多元性,在简要介绍其组成及功能的基础上,构建了一种新颖的船舶燃油锅炉实验模拟系统。为了逼真反映船舶燃油锅炉工作原理和工作过程,建立了锅炉本体及燃油锅炉控制箱的仿真实物模型,设计了燃烧、水位信号检测电路,利用PLC开发燃烧过程和水位控制程序。实际应用验证了该模拟系统的可行性,解决了船舶燃油锅炉教学上的难题。     

船用LNG发动机掺烧模拟废气-燃料重整气缸内燃烧过程仿真

为研究废气燃料重整再循环技术(REGR)对船用LNG发动机性能的影响,搭建试验台架,进行性能测试;运用AVL-fire软件建立发动机燃烧室仿真模型,并依据试验数据验证仿真模型的准确性。基于该模型进行各负荷下不同废气再循环系统(EGR)率及在确定的EGR率下掺烧不同比例模拟重整气的仿真计算,并以75%负荷下的工况为例进行详细分析。计算结果表明,随着EGR率的升高,缸内平均压力和平均温度的峰值下降,燃烧过程整体后移,燃烧持续期增加,发动机的指示功率和NO比排放下降,指示燃油消耗率增加;掺混重整气比例增加,缸内平均压力和温度峰值升高,燃烧持续期缩短,指示功率和NO比排放升高,在重整气掺混率升高到一定程度时,指示燃油消耗率明显下降。综合分析发现,使用REGR技术可在不牺牲发动机的动力性和经济性的前提下降低液化天然气(LNG)发动机的NO比排放。     

排气阀晚关对大型二冲程低速船机的影响

为了探究排气阀晚关对低速船机的详细影响机制,针对一大型二冲程低速船机建立了三维仿真模型并进行了实验验证,在此基础上仿真研究了排气阀晚关对缸内气流、燃烧过程及低速机性能的影响规律和机制。结果表明：随排气阀晚关角度的增加,燃油喷射后的缸内涡流比缓慢增加,着火滞燃期逐渐延长,最高燃烧压力先大幅降低后小幅上升,指示比油耗先大幅增加后小幅减小,NOx比排放先大幅下降后急剧上升。存在一排气阀晚关角度的临界值,当超出该临界值后,排气阀晚关能够明显增强燃料与空气的混合强度,促进缸内燃烧过程,但NOx比排放会急剧增加。     

船用增压锅炉的模块化仿真研究

采用模块化方法建立了船用增压锅炉的动态数学模型,各模块的仿真模型应用Fortran语言编写.以前苏联舰用增压锅炉为对象,进行燃料量扰动的仿真试验.仿真结果表明,所建数学模型能正确反映增压锅炉各设备的运行特性.