基于热力参数的某舰用三轴燃气轮机故障数学模型研究

利用小偏差方程法建立了燃气轮机故障数学模型,将故障判据中难以测量的性能参数变化量转换为可测参数的变化量,以解决某型三轴燃气轮机热参数故障诊断中故障判据难以测量问题.以低压压气机叶片磨损故障为例进行了故障模拟,并对模拟的结果进行了分析,证明了模型的可靠性.可为建立智能化的燃气轮机状态监控和故障诊断提供有力的手段,具有广泛的实用价值.     

基于观测器的船用调距桨控制系统 故障分析与仿真试验

针对船用调距桨控制系统传感器恒偏差、恒增益及液压缸完全失效三种典型故障模式,建立了相应的故障模型,并提出了相容多性能指标约束下的故障诊断观测器算法。进一步,对MCP34-C/4调距桨螺距控制系统进行了典型故障下的仿真实验和传统观测器诊断方法的对比研究。仿真表明,所提出的故障观测器诊断方法具有快速性、鲁棒性和灵敏性特点,适用于线性模型下船用调距桨控制系统的故障诊断。     

振动信号监测的船用柴油机配气机构故障分析方法

船用柴油机配气机构故障复杂多样,传统船用柴油机配气机构故障分析方法无法描述故障类型,导致故障分析正确率低,误判现象严重,为了提高故障诊断正确率,提出基于振动信号监测的船用柴油机配气机构故障的分析方法。首先分析船用柴油机配气机构故障研究思路,并提取船用柴油机配气机构故障相关的振动信号,然后从船用柴油机配气机构故障相关的振动信号提取特征,运用层次分析法确定特征的权值,并采用改进支持向量机建立船用柴油机配气机构故障诊断模型,最后采用具体数据对船用柴油机配气机构故障诊断方法进行测试。结果表明,相对于其他故障分析方法,本文方法可以更好区别各种船用柴油机配气机构故障,提高了故障分析正确率,降低了故障的误判现象,具有很高的实际应用价值。     

基于AVL BOOST的船用柴油机典型故障仿真及其数据分析

[目的]大型船用柴油机故障类型的数据通过台架试验或者实船来获取存在许多不利因素,因此针对柴油机的故障仿真数值计算就显得尤为重要,同时对故障排除及数据驱动的智能故障诊断系统的构建也具有重要意义。[方法]基于AVL BOOST软件和台架试验数据,建立柴油机仿真模型,验证4种负荷工况下仿真模型需满足的精度要求;基于100%负荷工况模型,采用控制变量法模拟柴油机发火点提前、单缸停油及曲轴箱窜气这些典型故障,并分析计算得到的数据。[结果]结果表明:发火点提前5°时,缸内最高燃烧压力提高了17.4%;第1缸停缸后,有效油耗率上升近15%;对于不同气缸停油情况,第2号和3号气缸停油时的特征参数变化幅度较小;随着活塞有效窜气间隙的增加,各特征参数基本上呈线性扩大趋势,在窜气间隙值为0.04 mm时,部分特征参数急剧增加,例如油耗率增加了近40%。[结论]所得结果可作为柴油机故障状态识别及智能故障诊断系统构建的重要依据,为探索船舶柴油机智能故障诊断技术提供新的途径。     

基于模糊神经网络的燃气轮机故障诊断专家系统研究

针对神经网络和传统专家系统在燃气轮机故障诊断过程中各自存在的局限性,提出了一种将模糊神经网络和专家系统相结合的方法.解决了以往专家系统专家知识获取困难和不能描述模糊性知识的缺陷.通过已开发的某型三轴燃气轮机运行模拟器取得典型的故障样本完成了对模糊神经网络的训练工作,最后选取一定数量的测试样本对网络进行了测试,证明了系统的可行性.结果表明,该方法行之有效,在燃气轮机故障诊断领域中有很好的应用价值.     

大型船舶发电用三轴燃气轮机动态性能仿真

为了提升三轴燃气轮机动态性能仿真分析效果,提出大型船舶发电用三轴燃气轮机动态性能仿真方法。计算大型船舶发电用三轴燃气轮机涡轮动态特性,以Simulink为开发工具,获取能够在计算机内运行的三轴燃气轮机动态性能仿真模型,仿真分析其动态性能。经过稳态分析可知,该方法在不同工况下获取的数据误差较小,均控制在5%以内,说明该方法构建的三轴燃气轮机动态性能仿真模型准确性较高;在负载连续突卸状况下,三轴燃气轮机的高低压压气机流量与高低压转子转速均呈梯度下降趋势;负载突卸时,燃油流量也迅速下降,负载稳定时,经过燃油控制器处理后,燃油流量略有上升趋势。     

船用燃气轮机推进系统仿真研究

建立船用燃气轮机推进装置的非线性数学模型,并在Matlab Simulink下进行了仿真计算.对各种典型工况:如两台燃气轮机推进;左轴燃气轮机推进、右轴桨自由转动;左轴燃气轮机推进、右轴桨被制动;偏舵和污底等情况下的稳态配合特性进行了研究.在建模和仿真时,考虑了风浪等附加阻力的影响.所建立的非线性模型不仅适用于稳态点附近的线性化区域,也适用于各操作方式下的大范围工况.     

基于数据挖掘的船舶主机故障远程诊断系统设计

如果船舶的主发动机不能正常的工作,船舶的安全航行就难以保证。传统的故障诊断系统主要依靠船员的经验来分析每台设备的参数并推断出故障的类型。该方法精度低,成本高,无实时性。为解决这一问题,基于数据挖掘技术设计了一种新型船用柴油机故障诊断优化系统。本文将数据挖掘技术应用故障诊断,利用算法上的高效,包括VSM算法和关联规则,建立远程船舶主机故障诊断系统,对主机的运营进行实时动态的仿真。对发动机各子系统运行状态的实时监控可以与整个船用柴油机的故障特征相结合。     

基于Maplesim的船用三轴燃气轮机的建模仿真研究

以某型船用三轴燃气轮机为研究对象,基于模块化建模方法在Maple/MapleSim平台上建立了仿真模型.研究表明,此仿真模型能够较好地满足动态仿真的精确性、实时性要求,并具有较高的通用性.     

某船用燃气轮机故障的动力学分析

针对某船用燃气轮机的压气机转子叶片与机匣碰摩故障、转子叶片叶尖磨损故障、转子轴承故障,依次分析了故障机理和振动特征,建立了燃气轮机典型故障模拟实验器,模拟了以上三种故障,采集、分析了振动信号,研制了新型的舰船旋转机械状态监测仪,为下一步的在线监测与诊断奠定了基础.     

船用燃气轮机发电机组控制策略仿真研究

对船用燃气轮机转速控制及发电机电压控制进行研究,采用Matlab/Simulink仿真软件,建立燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行突增及突卸负荷仿真实验,结合船舶电网供电指标,研究发电机组一系列参数响应曲线。结果表明在电网负荷大幅度变化情况下,所定制的控制策略能使燃气轮机发电机组具有较好的调速及调压性能,满足船舶电网对供电品质的要求。     

船用燃气轮机建模技术研究

建立燃气轮机数学模型是船舶动力及其控制系统研制的重要手段,建模的关键在于提高精度和收敛速度.为解决缺少部件实验特性数据的问题,本文基于相似理论提出了运用转速相似、流量相似和几何相似参数,对已知机组特性数据进行变换,从而获得具有相似关系的待建模机组的特性数据.考虑到两个机组的非绝对相似性,对特性数据进行修正,以提高建模精度.采用传统N-R法与有限域搜索法相结合的方法有效地提高了收敛速度.上述方法业已成功地应用于某型三轴燃气轮机的建模中.     

船用燃气轮机回热器设计的数值研究

回热器是提高船用燃气轮机效率的关键部件,其性能的优劣直接影响燃气轮机的特性。以往的文献在介绍回热器设计时,没有考虑冷热两侧气体(分别为空气和燃气)不同的热力性质。考虑这一实际情况,以某型船用三轴简单循环燃气轮机为母型进行回热改造,采用迭代计算的方法,编制计算程序,进行回热器的数值设计,并分析其对燃气轮机的性能的影响。结果表明,随着回热器回热度的增大,燃气轮机的效率不断提高;但当回热度超过一定值时,效率不仅不再提高,反而有所降低。     

舰船燃气涡轮叶片三维热流固耦合应力应变分析及寿命预测

为提高燃气轮机的可靠性、可用性以及可维护性而进行的寿命预估与减损控制研究,需要对燃气轮机的关键零部件进行结构特性分析。对舰船燃气轮机涡轮叶片在紧急升工况载荷谱下的应力应变状态进行了三维热流固耦合有限元分析,针对典型载荷谱计算了涡轮叶片应力应变的变化规律,对涡轮叶片材料进行了控制应变试验,为叶片寿命预测提供了必要的参数。根据应力应变分析结果利用Basquin公式和Manson-Coffin公式计算了2个危险点处的疲劳裂纹起始寿命。并根据分析结果对涡轮叶片进行了寿命预测,预测结果可以作为燃气轮机使用维修的参考依据。     

舰用燃气轮机总体设计方案评估研究

优选舰用燃气轮机总体设计方案是一项摆在决策者面前的重大决策活动.因其涉及到的因素众多,有些因素易于量化,有些因素难以量化,往往给决策者带来诸多困难.在建立方案评估指标体系的基础上,采用熵权法和理想点法相结合的方法对舰用燃气轮机总体设计方案进行研究,以期降低决策的主观随意性,使决策更加科学合理.     

燃气轮机燃油调节器的建模与仿真研究

应用机理分析的建模方法建立了燃气轮机燃油调节器的数学模型，在Matlab／Simulink仿真平台上构建了相应的计算机仿真模型并对其进行了仿真实验和分析。结果证明此模型能够与实际运行情况很好地吻合，可用于调节器的设计和分析。     

船用柴油机与燃气轮机动力装置的可靠性对比分析

从关键零部件数量、零部件制造材料、零部件工作条件和部件冗余数量角度,分别对船用柴油机和燃气轮机动力装置的不可靠度进行计算和对比分析。结果表明,柴油机动力装置包含的部件数量大,而燃气轮机动力装置结构相对简单,其结构可靠性高于柴油机动力装置。但对于多缸柴油机来说,由于冗余部件和冗余辅机系统的存在,柴油机动力装置的整体运行可靠性高于燃气轮机动力装置,说明柴油机动力装置的冗余部件对其运行可靠性非常重要。     

船用间冷循环燃气轮机供油规律仿真研究

根据热力系统机理建模的方法建立燃气轮机的完全非线性数学模型,考虑了对燃气轮机系统影响较大的转动惯性、容积惯性及中间冷却器的热惯性,基于Matlab/Simulink对船用间冷循环燃气轮机进行动态性能研究.针对分段线性的供油规律对间冷燃气轮机进行变工况性能仿真,得到间冷燃气轮机在加速过程中的最佳供油规律。     

三轴燃机动态建模方法与仿真程序开发

燃气轮机动态仿真模型是研究燃机多变量控制理论、进行燃机健康管理等应用的重要基础,有着很强的实用价值。本文给出了一种基于迭代法的三轴燃气轮机设计点、非设计点和瞬态工作点性能计算通用程序的设计方法。仿真结果表明该方法设计的动态模型能较好的模拟燃机在不同工况下的性能变化,具有较好的应用前景。     

燃气轮机在商船上的应用及其技术发展趋势

燃气轮机作为一种符合绿色环保要求的动力装置在船舶上的应用已有数十年的历史.对比柴油机动力装置,在分析燃气轮机技术特点的基础上对目前燃气轮机在商船上的应用进行了综述,概述了船用燃气轮机的发展途径.并根据国内外现有的研究情况,分析和讨论了船用燃气轮机的发展趋势.