液化天然气船汽轮机推进系统建模与仿真

建立合理准确的液化天然气(LNG)船汽轮机推进系统数学模型与实时仿真,是研制LNG特种船轮机仿真系统的核心和关键.采用模块化建模方法和集中参数处理技术,以上海沪东中华造船厂建造的LNG船汽轮机推进系统为仿真对象,建立了LNG船汽轮机推进系统的实时仿真模块化数学模型;并进行了实时仿真试验.仿真结果与设计数据和部分试航数据进行了比较,结果表明模型具有较好的稳态精度和动态响应特性与实时性,适合于LNG特种船推进系统的实时仿真要求.目前此模型已成功应用于LNG特种船轮机仿真系统.     

论述船舶汽轮机主推进系统仿真研究

由于汽轮机作为船舶主推进系统应用的存在,尤其在LNG船舶上的广泛使用,而目前国内尚无汽轮机作为船舶主推进系统的模拟器,基于对其研究及船员培训的需要,使其仿真研究实属必要。本文主要介绍了船舶汽轮机及其模拟器的研究现状,并探索性地提出了一些相关的研究方法。     

浅析LNG船舶三维情景交互式模拟训练系统

介绍船舶模拟器的发展现状和背景,建立船舶轮机和货物操作系统的控制逻辑模型和设备运行参数数学模型,通过三维建模和系统仿真模型构建,建立智能化船舶三维情景式操作模拟训练系统,有利于促进国内LNG运输产业的迅速发展。     

LNG船推进系统的现状与未来

LNG船的推进系统现在是以汽轮机装置为主，随着对LNG蒸发气体应用技术的不断提高，今后将有多种设备来取代现有的汽轮机装置。本文介绍的是已经完成开发的和确定应用的几种LNG船的推进系统。     

分布式分油机仿真面板的设计与实现

针对现有的轮机模拟器分油机系统采用集中式仿真,分油机面板作为通信面板其功能受PC服务器的牵制,通过对船用Alfa Laval分油机操控单元的研究,对分油机单元的逻辑与时序控制进行分析与总结,完成基于分布式的分油机仿真面板控制单元硬件和软件程序的设计。提出包括主控芯片环境、CAN总线DC/DC隔离的硬件设计和CAN通信协议、数据显示和按键控制等系统架构。仿真面板独立模拟EPC60分油机分油与排渣工作过程、参数设置和故障诊断与报警确认等功能,上位机通过CAN总线实时监视仿真面板的工作状态。借助Altium Designer软件完成板卡的原理图设计和PCB图的绘制,利用MDK程序编写环境完成分油机板卡控制单元的程序设计。分油机仿真面板操作结果表明:分油机面板能够独立完成母型EPC60分油机的操作流程且运行可靠。     

多智能体仿真在LNG码头选址及港口规划中的应用

液化天然气(LNG)船舶进出港进行的严格交通管制会影响港口的运营,因此在港口规划阶段须审慎决策LNG码头选址及布局问题。应用自主开发的《基于多智能体信息交互的港口运营系统仿真软件(简称:APSS)V1.0》,建立可模拟涵盖LNG船舶通航影响机制的港口运营系统仿真模型;以实际工程为例,系统探讨LNG船舶通航对近、远期港口运营影响问题的思路和方法;结合水域通航环境特点提出远期优化措施。研究结果可辅助港口规划制定。     

喷水推进系统分布式嵌入的仿真设计与实现

针对传统岸基训练模拟器不适合构建实船训练系统的问题,将基于模型的代码生成技术应用到动力装置训练模拟器设计中,提出舰船柴油机推进系统分布式嵌入仿真技术方案,以喷水推进系统为例,建立可用于分布式嵌入仿真的数学模型,搭建以STM32为控制核心的嵌入式仿真平台,采用代码生成技术生成可移植代码,利用MDK编译环境完成程序集成。试验表明,分布式嵌入仿真平台运行良好,各运行参数与实船数据一致,可用于构建实船训练系统。     

船舶回转运动仿真

针对船舶驾驶模拟器模拟的逼真度要求,研究船舶对操舵后的动态响应。建立了风、流共同作用下船舶操纵系统的动力学数学模型,该数学模型为动态响应线性型;利用已知的某船型的主机参数和船形尺寸参数,求出所需的相关量,建立船舶运动仿真模型并进行相关试验的仿真。模拟了船舶回转性的试验和风、流共同作用下对船舶操纵性能的影响试验,使船舶操作者进一步了解船舶回转性的特性以及风、流对于船舶航迹的影响。将该模型与船舶驾驶模拟器结合,用于驾驶模拟器模拟船舶操舵后的视觉仿真,使使用者感觉其操纵特性更加逼真。     

舰船辐射噪声建模及仿真模拟器的实现

舰船辐射噪声的仿真模拟是测试被动声呐系统及声诱饵的关键技术.本文通过对舰船辐射噪声信号的声学特性分析,对其线谱、连续谱和调制包络进行了建模与仿真,模拟生成了辐射噪声信号,并研制了基于DSP硬件系统的舰船辐射噪声模拟器.根据噪声的连续谱特性,提出了一种用FIR滤波器实现宽带噪声信号模拟的方法,建立了辐射噪声的仿真模型.通过对模拟器输出信号进行功率谱分析,表明该模拟器能很好的反映舰船辐射噪声信号的基本声学特性.     

汽轮机-减速器系统的振动特性研究:理论和模拟试验

某型汽轮机-减速器系统存在一定的振动问题,其振动主要来源于多级齿轮啮合,通过采用啮合线与水平线的夹角作为重要的参考角度的方法,可以方便地得到多级齿轮的动态啮合力模型.将此动态啮合力与有限元方法相结合,建立了汽轮机-减速器系统的动力学模型.采用数值仿真的方法求解了系统的动态响应,仿真结果表明:系统具有复杂的频率成份,包括转频、啮合频率及其边频带、啮合频率之间的组合及其边频带.采用电动机和齿轮箱来模拟汽轮机一减速器系统,建立了模拟试验台.通过试验研究了模拟试验台的动态响应,试验测试结果验证了对模拟试验台的理论计算结果.为工程实践中的汽轮机-减速器系统的振动特性分析和故障诊断提供了重要的依据.     

船舶模拟器驾驶台仿真系统研究

本文以用于三峡船闸运行过程仿真的船舶模拟器为背景，介绍了船舶模拟驾驶台的结构及设计方案，以内河航运船舶为对象构成了驾驶台半实物仿真系统，建立了主机、舵机数学模型，对模拟驾驶台的结构，仿真方法作了详尽的研究。     

基于多智能体仿真的LNG船舶进出港通航影响的评价指标研究

针对液化天然气(LNG)船舶通航影响问题,探索定量评估方法,采用多智能体仿真技术,并基于仿真建模平台,建立一套完整的评价指标。以嘉兴港LNG工程为例,本文提出的仿真模型利用智能体相互联系、实时交互的特点,对港口运营系统所涉及的各项要素进行模块化开发,能够科学、有效地模拟港口实际运作情况,定量得出LNG船舶对港口运营带来的影响。综合各指标分析后,认为嘉兴港LNG工程对其港口运营影响较小。     

深度模拟器液压系统仿真研究

介绍了深度模拟器总体结构及工作原理,针对深度模拟器控制系统中PID算法及其相关参数进行了仿真研究。以深度模拟器液压系统为模型,利用AMESim仿真软件工具,对整个液压系统进行了仿真分析并对系统各元器件的参数进行了优化,为深度模拟器的进一步研究提供了理论基础。     

电子战环境中的雷达侦察仿真系统设计

针对某型飞机任务系统模拟器的研制需要，结合具体的应用环境，对雷达侦察仿真系统框架进行设计并从工程应用的角度出发建立了信号生成模型、接收机噪声仿真模型和截获能力模型，利用侦察系统截获能力模型和信号生成模型之间的数据关系对信号生成模型进行优化以提高仿真的实时性，进而开发雷达侦察仿真系统。该系统目前已成功应用于基于HLA组网的某型飞机训练模拟器中，满足了系统的功能性和实时性的需求，可为相关工作提供参考。     

基于 OpenGL 的实时三维海浪可视化仿真

海浪虚拟仿真技术是海上虚拟作战平台模型库构建的重要组成,直接影响到平台运行的逼真性和可行性。论文首先以重力波为例,分析了对规则海浪模型的仿真方法,然后采用线性波浪叠加法和海浪谱理论,探讨了不规则海浪模拟及其三维生成算法,通过建立海面规则网格,调用O penG L函数库,实现了对真实海浪进行模拟,为建立海上虚拟作战平台海浪模型提供了一种技术方案。     

面向复杂环境的LNG码头合理布局规模仿真案例分析

LNG船舶通过限制性航道进出港时须采取一定的管控措施,具有显著的排他性,布局LNG码头时须确定合理的码头规模,以保障港区各类船舶通航效率。基于多智能体复杂系统的混合模拟仿真建模方法,以宁波舟山港六横港区南侧岸线新布局LNG码头研究为例,建立不同的仿真情境,通过设定的指标进行评价分析,研判在一定通航管控措施条件下六横港区南侧LNG码头合理布局规模,为港口码头布局和岸线合理利用提供决策依据。     

引江济淮工程(安徽段)连续反弯段船舶仿真操纵模拟试验研究

文章通过建立引江济淮工程(安徽段)连续反弯段G3京台高速段仿真模型,运用船舶仿真操作模拟器和船舶航迹带生成系统进行仿真模拟,分析设计船型在连续反弯段的航行条件,提出船舶操纵要领和通航管理措施方案。     

关于码头通航仿真模拟的若干思考

应用模拟器对港航工程进行仿真,得到在模拟环境下船舶航行及靠离泊相关数据.分析国内进行通航安全评估模拟试验的现状和不足.探讨制作精确的水域电子海图,设计船舶模型和仿真水流、潮汐、海浪,建立模拟地区三维视景模型,优化模拟试验方案,提高仿真模拟精度.     

某型船用汽轮机本体模块化建模和仿真

针对船用蒸汽动力装置的基本原理,以某型船用汽轮机本体为对象,利用模块化建模理论建立了一类具有通用性的动态数学模型,给出了其在各种运行工况下的仿真结果,并进行相应的分析.通过对模型加减速动态过程的研究,并将仿真试验的结果和几种典型工况下对象的静态、动态实测值对比,证明模型具有较好的静态精确度和动态相应特性;同时较好的模拟了机组的故障特性,满足了模拟器的实际需求,为动力装置故障诊断提供了依据.模型具有较强的通用性,通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上,在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用.     

基于虚拟现实的喷水推进动力装置协同仿真技术研究

针对喷水推进动力装置模拟器中数学模型与虚拟视景的协同仿真问题,首先根据船舶的动力装置建立了Matlab/Simulink仿真模型;以光栅图像法为基础改进地形建模方法,使用Creator分别对虚拟地形及船体进行建模;通过Visual C++平台对系统进行可视化程序设计,实现Vega Prime二次开发,完成了船舶运动虚拟视景仿真;基于C++平台实现Simulink模型的输出参数调用,最终实现船舶航行视景与动力装置仿真模型的协同仿真运行。系统能够直观反映在动力装置参数变化时船舶的运动状态,协同原理及方法对其进一步应用到实际动力装置模拟器中有借鉴意义。