船舶电力推进负荷仿真DSP+MCU嵌入式系统

通过构建真实反映船舶螺旋桨负荷特性的船舶电力推进动态负荷半实物在环仿真系统,研究船舶电力推进相关技术是一种可行和高效的研究手段。所构建的半实物在环仿真系统核心是一台运行螺旋桨动态负荷数学模型并输出控制量和仿真结果的数字仿真机。根据系统对实时性的要求,提出了以DSP+MCU嵌入式系统作为该数字仿真机,并描述了DSP+MCU嵌入式系统硬件、软件的具体结构和设计要点。最后通过仿真系统实验,证明了DSP+MCU嵌入式系统完全满足此处的应用要求。     

电力推进船的螺旋桨负载特性仿真与模拟试验

针对电力推进船舶在风浪中航行的各种工况,考虑船舶运动和风浪作用,建立带有风浪扰动的电推船桨模型。采用永磁同步电动机对螺旋桨负载特性进行仿真模拟,通过矢量控制使永磁同步电机的电磁转矩特性与螺旋桨各种工况的负载转矩特性一致。在MATLAB/Simulink软件平台上进行全数字建模与仿真,并进行半实物的模拟试验,验证系统的可行性。     

船舶储能系统的硬件在环仿真验证方案

为了解决船舶储能系统的数学仿真置信度完全取决于数学模型的建模,仿真运行效率受限于计算机性能等问题,基于RT-LAB实时仿真平台,建立配置了船舶储能系统的船舶直流综合电力系统的实时仿真模型,根据所建船舶储能系统实时仿真模型,完成了船舶储能系统硬件在环仿真方案测试,可为后续的船舶综合电力系统测试提供可靠提供有效平台。     

基于Saber的船舶电力推进系统的建模及仿真

数字仿真是深入研究船舶电力推进系统关键技术的有效手段。以典型的交-直-交电压源型变频器驱动异步电动机类型的船舶电力推进系统为例,建立通用性的系统数学模型,并在Saber软件中转换成仿真模型,为研究电力推进系统特性建立有效的仿真平台。运用系统模型进行典型工况仿真实验,并将数字仿真结果与台架实验数据进行对比,验证了系统模型的准确性与精度。     

舰船发电装置的数学建模研究

随着船舶体积和功能的不断扩展,船舶上的电力电子设备种类和数量不断增多,随之配备的电力系统也不断扩大。电网拓扑结构日益复杂,因此以往的分析方法已经很难及时预测各种事故的发生。而数字仿真系统不受仿真对象规模和复杂度影响,因此数字仿真系统广泛应用于船舶电站事故预测。本文以模型和数据库为基础,对船舶汽轮发电系统的稳态进行分析。     

靠港船舶应用大功率变频器供电仿真与分析

针对目前的岸电供电趋势,设计了一种大功率变频器供电的岸电供电模型。并根据理论研究在MATLAB/Simulink中搭建船舶岸电供电的仿真模型,对实际应用中靠港船舶应用大功率变频器供电易出现的故障类型进行模拟仿真,得到了靠港船舶供岸电过程中的故障动态参数并对其进行分析,对靠港船舶应用大功率变频器供电的岸电供电技术在我国港口的推广研究很有意义。     

基于车间单元的船舶建造系统仿真

从车间层面上展开船舶建造仿真建模技术的研究,将船舶制造这个复杂庞大的系统分解为更简单、更直接的车间生产仿真模型。通过eM-PLANT仿真建模工具,从设备层到生产线层到车间层自下而上逐层构建车间仿真模型,将生产工艺流程、场地与设备、人员配置、生产计划等船厂生产信息完整地映射在以车间为单元的仿真模型中。通过模拟仿真模型的运行所获取的可视性分析结果,为船厂生产管理者提供更加有效的管理参考资料。     

以电力推进型船舶的综合优势提高市场核心竞争力

为了提高电力推进型船舶的市场竞争力,本文以华威SPA85L船舶为例,分析多桨电推设计在平台供应船上的优势,并将电推与常规推进进行对比研究,研究结果表明三桨的设计不仅可以增加艉推进器舱的舱容相比两桨有更高的冗余度而且对航道适应性占优,电推相比常规推进而言具有显著优势。     

仿真技术在船舶分段建造计划中的应用研究

利用Quest软件建立了船舶分段建造流程的三维仿真模型,以某船厂的分段建造先行中日程计划驱动仿真模型运行,选取生产节拍的均衡性、场地占用率以及计划完成情况作为系统评价指标,验证该计划的合理性,实现了分段建造计划的仿真与优化,研究表明仿真技术为精益造船模式下的船舶生产计划的合理性制定提供了量化判断依据和技术支撑。     

基于PLECS的船舶中压直流综合电力系统仿真研究

针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。     

基于RT-LAB的大功率逆变电源实时仿真

本文利用RT-LAB对大功率逆变电源进行实时仿真，介绍了SPWM波的捕获技术，搭建IGBT模型，完成主回路的建模。RT-LAB与控制板的数据交换通过RT-LAB的I／O口完成，最终建立了大功率逆变电源实时仿真系统。将实时仿真波形与实际试验波形进行比较分析，结果显示实时仿真能准确地反映大功率逆变电源的运行情况。     

基于RT-LAB的导弹雷达导引头半实物仿真系统设计

半实物仿真试验是验证导弹制导系统性能的重要手段。为了验证模型导弹雷达导引头的抗干扰性能,设计了基于RT-LAB仿真环境的半实物仿真系统。介绍了RT-LAB仿真系统架构,阐述了系统构成和仿真模型构建过程,给出了导引头抗干扰半实物仿真方法和评估指标。研究表明,基于RT-LAB的半实物仿真系统构建方便快捷、建模难度小,可显著提高仿真系统的稳定性和可靠性。     

PWM整流器硬件在环实时仿真系统研究

船舶电力电子装置采用PWM整流器作有源前端,可以大幅改善其谐波特性,提高功率因数.文中建立了基于RT-LAB平台的PWM整流器硬件在环实时仿真系统,并对主电路及其基于TI TMS320F2812 DSP的控制器进行了测试.利用该系统进行电力电子装置主电路及其控制系统开发,能够快速获得可信的实验结果,可显著提高开发效率.     

实时仿真技术在船舶电力系统中的应用

基于RT-LAB实时仿真平台,综合介绍了实时仿真技术(包括硬件在回路仿真和快速控制原型)的原理,在电力电子和电力驱动中面临的挑战以及解决方法,最后通过实例阐述了实时仿真技术在船舶电力系统中的应用,为实时仿真技术在工程中应用提供了参考。     

基于RT-LAB的模拟螺旋桨负载控制系统实时仿真

综合考虑螺旋桨与船体的相互作用,以RT-LAB软件为基础建立了螺旋桨负载控制系统模型,并运用simulink代码生成技术实现实时代码的自动生成。文章根据某型实船数据,借助OP5600实时仿真机进行仿真试验,结果与实际螺旋桨特性基本一致,验证了实时仿真的准确性,为构建模拟螺旋桨负载半物理仿真平台提供了准确、可靠的控制系统。     

空间矢量控制三电平逆变器的建模和半实物仿真

介绍了三电平逆变器的研究前景和系统组成,分析了三电平逆变器的拓扑结构;阐述了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理,提出了具体的算法步骤。最后建立了基于SIMULINK的实验模型;利用RT-LAB作为半实物仿真平台,实验验证了本文提出的方案。     

基于潮波数值模拟技术的潮位推算及其精度验证

基于潮波数值模拟技术的潮位推算算法可以推算测区内任一区域的潮位,减少临时验潮站,尤其是海上定点验潮站的布设,避免潮位改正模型的误差。文章利用实测潮位资料对基于数值模拟技术的推算潮位进行了验证,取得了较好的结果。     

基于CCM构件的HLA仿真开发研究

HLA仿真作为新一代分布仿真体系结构,对仿真界产生了深刻影响。但是由于HLA与其它中间件技术没有建立广泛的联系,使得HLA的可重用性仅仅局限在HLA范围内,同时HLA的开发也具有很大的复杂性。在深入研究HLA仿真框架的基础上,提出了一种基于CORBA构件模型（CCM）构件的HLA仿真开发方法,该方法利用CCM构件技术来实现各联邦成员的具体功能。该方法提高了软件重用率和仿真开发效率,并优化了HLA仿真系统的软件层次结构。验证中该方法成功运用于舰船作战系统联邦的指控系统联邦成员仿真。结果表明该方法确实可行。     

舟山海域油品码头布局与溢油风险评估

提出了一个基于不确定性分析理论的区域油品码头空间布局的溢油风险模拟与评估方法。该方法可系统分析沿海区域油品码头空间布局及其产生的海域溢油风险的空间分布规律,能够满足我国当前近海高强度开发形势下战略环评和环境风险评估的技术需求。以舟山海域为研究对象,通过油品码头布局模型和不确定性分析,对舟山海域进行综合溢油风险评估,结果表明该方法可以用于综合评估某一海区的溢油风险水平;基于溢油风险概率和污染损害的时空分布,依据风险值集中度最大及风险总值最小的原则,能够实现多种码头布局方案下的海域溢油风险水平的综合比较,并得到最优油品码头布局方案。     

基于CFD的船舶破舱进水时域模拟

船舶因破损进水导致危险情况甚至倾覆是船舶安全性研究中的重要问题.船舶在破损后进水的过程中,可能存在比最终状态更加危险的中间状态.本文以STAR-CCM+软件为研究工具,实现了对某客滚船瞬时非对称进水的动态模拟.针对自由漂浮的客滚船破损情景,论文利用VOF方法模拟水气自由液面,并首次利用重叠网格(Overset Grid)动网技术结合DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)六自由度求解器处理船舶破舱进水过程中的船舶升沉、横摇等运动.模拟结果可以得到舱内液面和船舶浮态随进水时间的变化情况,观察到水柱射流、水花飞溅等瞬时现象;将最终浮态结果与传统准静态方法相比较,吻合较好.