负荷控制技术在船舶推进系统设计中的应用

负荷控制是保证船舶推进系统在动态工况下保护主机的有效手段.通过对定距桨推进系统和调距桨推进系统负荷控制的仿真分析,阐明了负荷控制功能在实际工程应用的基本方法和设计要点,以及在实际工程应用中取得的效果.负荷控制方法可推广应用到其它类似船舶设计中.     

基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究

现有船舶动力推进装置普遍采用调距桨作为动力推进发生装置,在动力发生过程中需要对应的动力电机控制参数控制,才能使调距桨产生最大的推进力。但是,现有的推进控制系统在对动力电机控制上无法匹配对应参数。导致推进控制力降低,电机供电转数失常,影响船舶的动力输送。因此提出基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究。通过创建基于单片机的动力控制硬件,对传统控制硬件进行更新;再通过引入自适应推进算法,实现动力电机参数的自动调整控制效果。最后,通过对比实验证明提出设计系统的可行性。     

可调螺距螺旋桨非设计工况下性能的分析

可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨)给推进器设计者提出了非设计工况叶片负荷计算,以及在整个船舶推进系统范围内调距桨综合性能这两方面的特殊问题。本报告考虑到调距桨船舶推进的实际和理论两方面的情况,力图对这些问题的解决有所帮助。首先,重点放在工作在均匀流和变伴流以及在不同空泡情况下调距桨模型空泡水筒试验研究的系列上。本文考虑了叶切面的几何特性,特别是在非设计螺距下切面的畸变。讨论了切面畸变     

船舶回转过程内、外桨负荷的仿真分析

船舶在回转过程中,一般内桨的负荷要大于外桨的负荷.但在某新研制船舶的回转试验中,观察到外桨负荷高于内桨负荷这一看似有悖常理的现象.为了解释这个现象,利用船舶推进系统的数学模型和三自由度平面运动数学模型(MMG模型),分别对定距桨和调距桨推进船舶的典型回转工况进行了仿真分析.研究结果表明:在负荷控制功能起作用的情况下,船舶回转时通过减小柴油机设定转速或减小调距桨的螺距,内桨的负荷比外桨小是完全可能的.在相同回转工况下,负荷限制线的设置和负荷控制规律对船舶内、外桨的负荷有很大的影响.控制系统的负荷控制功能是改变船舶回转工况内、外桨负荷的一个重要因素.     

模糊控制在调距桨负荷控制中的应用

负荷控制就是把调距桨作为主机负荷的调节器。在主机转向和转速一定的情况下,通过改变调距桨桨叶角度实现主机负荷的增大和减小,保持主机的负荷与转速关系沿设定的负荷曲线变化,以改善舰船在不同航行工况下的主机推进效率和舰船操纵性能.文中在介绍负荷控制原理的基础上,将模糊控制方法应用到负荷控制中,并进行仿真验证了模糊控制负荷控制器的有效性.     

调距桨推进特性分析及其控制系统设计研究

具体归纳了船舶调距桨推进装置的工作特性及特点，并与定距桨进行了对比分析，总结出适用于可调螺距螺旋桨的三类船舶;在此基础上提出了基于模糊神经网络控制的调距桨控制系统的设计，仿真试验结果表明了调距桨控制系统设计的合理性.     

变频电力推进驱动调距桨船舶的推进控制系统设计

采用变频电力推进驱动调距桨的推进方案可以有效解决船舶的水下噪声、航速、拖力和燃油消耗等方面的问题,尤其适用于物探船、布缆船、科考船等具有多种航行或者作业工况的船舶。文章基于变频电力推进驱动调距桨方案的技术特点,进行了推进控制系统设计,设计方案能有效地改善快速启动和加速过程容易造成主机负荷超载的问题。该设计方案采用了单一控制和联合控制2种控制模式,能够满足不同作业工况的运行需求,实现船舶操控的稳定运行,保证船舶电力系统的安全,对于配置调距桨的电力推进船舶的推进控制系统设计有一定的借鉴意义。     

可调螺距螺旋桨漏油原因

随着调距桨推进系统可靠性的提高、船舶动力多样性发展以及船舶自动化程度的提高,调距桨作为船舶主推进装置被广泛应用。基于调距桨漏油现象时有发生,总结调距桨在使用过程中漏油的主要原因,并对其进行分析,探讨相关解决措施,以期对调距桨船舶的设计及使用单位提供借鉴。     

高精度调距桨的静平衡试验方法研究

根据调距桨的结构特点以及从高精度调距桨静平衡试验指标出发,详细叙述了高精度调距桨静平衡试验步骤及配平方法;通过对某船高精度5叶桨调距桨装置整桨静平衡试验的平衡指标分析、静平衡试验工艺装备的制造和安装要求、不平衡力矩的检测方法、配平计算方法以及配重块设计方法的介绍,详细阐述一种高精度调距桨整桨静平衡试验方法。该方法准确、可靠,保证了高精度调距桨的制造精度,并有效提高了高精度调距桨的配平效率,适用于中小型高精度调距桨装置的静平衡试验,为国内制造大型高精度调距桨装置积累了经验。     

国外大马力调距桨概况

由于调距桨可以从桥楼迅速直接进行遙控或与主机进行联合控制,所以船舶具有较好的机动性能,也便于实现船舶自动化。通过调节调距桨的螺距能够充分利用主机的功率,因而在船舶变化工况下能够增加推力或节约燃料。同时,调距桨的倒车性能对主机寿命也有好处。因此,调距桨目前在世界各国中已得到普遍应     

船舶调距桨液压系统单元温度单片机控制方法分析

调距桨液压系统是船舶运行的主要推动力之一,在工作过程中会产生大量的热量,使得液压系统周围设备温度不断升高,损害了调距桨液压系统中各部件的功能、安全性及使用寿命。针对上述问题,提出船舶调距桨液压系统单元温度单片机控制方法。分析单片机控制船舶调距桨液压系统温度的工作原理,读取船舶调距桨液压系统周围的温度值,并利用PID算法进行计算,计算值代入船舶调距桨液压系统单片机温度控制计算方程式中,控制温度持续上升。通过对比仿真实验,结果表明:在单片机运作2 h后,船舶调距桨液压系统温度趋于平缓,温度控制在50℃以下。     

船舶单桨工况拖转调距桨性能计算及其对快速性的影响分析

利用CFD方法对某调距桨敞水特性进行数值计算,并利用实验数据对计算结果进行校验。对于该桨各螺距下大进速系数时的敞水性能采用CFD计算结果与二次曲线逼近相结合的方法获得,以适当扩大调距桨的敞水特性曲线在水涡轮工况的范围。建立了某推进装置主机、传动装置、调距桨、船体阻力的数学模型,在Simulink环境下集成为"船-桨-机"推进系统仿真模型。对单桨工况的稳态特性进行仿真计算,着重研究了不工作调距桨自由拖桨时的拖桨阻力。结果表明:1)不工作桨自由拖转时,将不工作桨螺距设定为最大值时拖桨阻力最小,船舶的快速性最好;2)航速和不工作桨螺距是影响不工作桨拖桨阻力的主要因素,航速越高,拖桨阻力、拖桨力矩以及拖桨转速越大;不工作桨螺距越大,拖桨阻力越小,拖桨力矩与拖桨转速先略微增加而后减小至最小值。     

冰区加强型桨毂调距机构的设计

调距桨装置是破冰船常用的推进型式,国内以往并无破冰船调距桨装置的设计经验,技术储备很少。本文针对某型按照DNV规范PC-5级设计的破冰船用调距桨装置,分析了冰区加强型桨毂调距机构毂径比的确定原则、冰载施加方法、调距机构强度计算部位和要求、优化设计、材料选用原则等,对类似的冰区加强型桨毂调距机构设计提供了有益参考。     

基于CFD分析的调距桨水动力性能研究

为了掌握工程设计中调距桨在各种工况下的性能,分析调距桨在调距过程中不同螺距角下桨叶的水动力性能,比较不同螺距角下桨叶产生的推力、转矩和转叶力矩,总结出桨叶推力、转矩和转叶力矩随螺距角变化的规律,计算结果与理论设计值结果基本一致,为工程中调距桨的设计提供参考依据。     

低负荷使用工况调距桨的设计和试验验证

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理地使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。文章以低负荷工况为常用工况的某型船为例,介绍了调距桨装置的设计和试验验证,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

调距桨推进装置特性及控制原理分析

具体分析调距桨推进装置的工作特性和特点,将其与定距桨进行分析对比,并就其遥控系统举例分析;随后简要介绍调距桨当前的发展情况,最后得出结论:调距桨符合船舶高度自动化的要求,在我国船舶采用调距桨将是一个值得关注的选择。     

低负荷工况下调距桨的使用

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理的使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。本文以低负荷工况为常用工况的某型船为例介绍了调距桨装置的设计,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

混合推进船舶"船-泵+桨-机"匹配方法研究

为提高混合推进船舶推进系统的性能,分析了"船-泵+桨-机"的匹配方法.介绍了"船-桨-机"与"船-泵-机"的匹配方法、思路与步骤,着重研究"船-泵+桨-机"匹配中的泵、桨负载分配对推进性能的影响.以调距桨特性曲线与喷水推进推力曲线进行混合推进舰船的快速性计算,螺旋桨重载降低推进效率,喷水推进重载容易产生空化.为避免喷水推进泵产生空化,调距桨的螺距、转速可调范围变窄.     

舰船调距桨推进装置的建模与仿真分析

近年来,内河航运和远洋货物运输行业发展迅速,作为最安全、承载量最大的运输工具-船舶的操纵性和动力特性引起了业内的广泛关注。螺旋桨是船舶动力系统的主要组成部分,很大程度上决定了船舶的推进效果。为了进一步提升船舶的动力特性,使舰船能够适应复杂的海洋气候条件和动力系统负载,可调螺距螺旋桨推进装置的装机量越来越多。通过调节螺旋桨的螺距角,调距桨在一定范围内灵活调节舰船的推进力、主机负荷等动力参数,使舰船的推进效率和机动性能大幅提高。本文详细介绍了可调螺距螺旋桨的运行特点,建立了螺旋桨控制系统的力学模型,利用Matlab/Simulink平台建立了舰船可调螺距螺旋桨推进装置的仿真模型,并对该调距桨进行仿真分析。本研究在改善调距桨的结构设计,提升舰船动力推进性能等方面有重要的意义。     

基于负荷敏感技术的调距桨控制系统设计

探讨调距桨控制问题，提出了基于负荷敏感技术的调距桨控制系统设计方法，设计了积分分离式PID控制算法．应用结果表明，积分分离式PID控制算法用于负载敏感技术的调距桨回路控制是有效的．