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.     

舰船电力推进变频调速实验系统

船舶电力推进系统具有许多传统推进系统不可比拟的优势,是国内外船舶制造行业研究的热门.开展船舶电力推进系统的建模和仿真研究,再现系统的稳态及动态工作过程,揭示系统的内在规律,对于指导船舶电力推进系统的设计和使用具有现实意义.以武汉理工大学船舶电力推进实验装置为研究对象,分析了系统的组成、特点及工作原理.主要介绍舰船电力推进变频调速实验系统设计中所涉及的关键问题和技术要点,包括系统技术方案的总体设计、变频器的选择与控制、变频调速系统工作原理、变频器的运行设置、过程数据PZD的连接等.     

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。     

未来智能船舶推进系统的选型

本文首先对现有船舶机舱的安全现状进行了研究,对已发生的远洋船舶400多个机损案例的故障部件、故障类型、事故原因进行了统计分析,发现主机系统是事故发生率最高的部位,特别是活塞、缸套、气阀、喷油器这些燃烧室周围的部件。在发生事故的原因中,人因失误仍然是主要因素,占全部案例的83.1%。在此基础上,对目前六种典型的船舶推进装置的可靠性进行了分析,从推进装置的系统冗余数、部件数量、部件材料及运行条件等方面,对不同推进装置的可靠性进行了对比,发现目前在远洋船舶中运用最广的单机单桨直接传动装置可靠性最低,而多机多桨间接传动装置、调距桨推进和电力推进装置是适合未来智能船舶可靠的推进型式,特别是电力推进装置将是未来智能船舶的最佳选择。     

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。     

调距桨推进系统的优化设计

通过对遗传算法在船舶调距桨推进系统综合优化中的具体实现过程的介绍,阐述了调距桨推进系统优化设计的基本方法。     

组态式船舶电力推进系统仿真软件设计与实现

针对船舶电力推进系统方案论证效率低、成本高等问题,开发了一款组态式船舶电力推进系统仿真软件。对船舶电力推进系统进行结构划分,并建立了系统的数学模型和仿真模型,并封装形成模型库。使用Matlab/GUI开发界面层,用M语言对Simulink模型进行调用与控制。使用SQL Server 2008创建数据库,实现数据的存取和管理功能。基于该软件对某船舶电力推进系统设计方案进行组态式的图形化建模,并设计了典型工况的仿真实验。结果表明,仿真模型较好预报了实船运行工况。由此可见,该软件可有效验证船舶电力推进系统设计方案。     

燃气轮机推进装置控制策略仿真研究

舰用燃气轮机采用动力涡轮进行功率输出,其输出的功率基本独立于输出转速,这使得燃气轮机推进装置控制策略的制定存在特殊性。利用建立的燃气轮机推进装置的仿真模型,仿真得出稳态工况下燃气轮机油门和调距桨螺距的程序控制策略,以及加速工况和倒车工况下油门和调距桨螺距的协调控制策略,对燃气轮机推进装置控制系统的实现有一定的参考价值。     

基于改进三弯矩法在某物探船可调桨推进轴系校中计算的应用

为使轴系校中计算模型更接近实船轴系运转工况,确保采用可调桨推进系统的船舶安全运行,在考虑螺旋桨水动力影响下,采用改进三弯矩法对轴系校中数值计算模型进行改进。并以某物探船为例,对其可调桨推进系统进行动态轴系校中计算。数值计算结果显示：考虑螺旋桨水动力等动态因素影响的动态轴系校中计算确保了采用调距桨推进轴系船舶在各种工况下的安全运转。     

基于变频技术的船舶电气设备驱动方案

为减少谐波对船舶电网的扰动,基于变频技术,对侧推进电动机和电动机货油泵系统的驱动方案进行研究。综合统筹船舶航行与作业工况和船舶空间布局等因素,设计侧推进电动机和电动机货油泵驱动方案,进行设备布置和谐波测算,并对试验中的典型调试问题进行分析,可为同类型船舶的电气设备驱动方案设计和应用提供借鉴。     

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。     

某海工船电力推进系统机桨匹配仿真研究

电力推进系统在船舶的应用越来越广泛,电力推进系统可适应工况复杂、综合电站的工况需求,比较适合海洋工程船使用,目前海工船采用电力推进系统的方式也成为主流.某海工船采用电力推进系统进行船舶推进,其推进系统启动到加速时间偏长,而修改电机转速上升时间的时间越短,推进短时所需要的功率越大,导致电机短时承受的转矩越大.本文介绍了该船电力推进系统,建立了该船舶的船机桨的模型,通过仿真,分析了启动过程中船机桨的匹配性以及电力推进系统与操纵相关的参数的合理性.     

非线性PID技术在船舶调距桨控制的应用

推进系统是船舶的动力来源,近年来,我国船舶工业发展迅速,对船舶推进技术的要求越来越高。可调螺距螺旋桨可以根据船舶的实际工况(速度、载荷等)调节螺距角,从而提高螺旋桨的推进效率和机动性,提高船舶的航运能力,是一种应用较为广泛的螺旋桨。本文针对船舶可调螺距螺旋桨的自动化控制问题,系统介绍了非线性PID控制技术,在此基础上研究了基于PID的船舶调距桨控制系统,并对该系统进行了仿真研究。     

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.     

双速—全功率推进系统在多工况船上的应用

<正> 拖轮、渔轮、自航式挖泥船、扫雷艇和破冰船等都属于多工况船舶,它们在众多类型的船舶中占有相当比例。由这类船舶的功能特点决定其工况是多变的,除了在进出港时需船速多变外,在主要两种作业工况——自由航行与拖曳、挖掘、顶推中船舶的推进特性也是迥然不同的。就国内目前而言这类船舶上一般都还采用“单速一定距桨”推进系统,其螺旋桨不论是普通桨还是导管桨,只能按一种工况作为设计条件,若按自航工况来设计,则在自由航行时主柴油机能在额定点运行,而转入、拖曳工况时主机只能降速运转,不能发出全功率,而扭     

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.     

对于多工况船舶推进性能的探讨

一、引言在我国各类船舶中,多工况船舶(如拖船、渔船、扫雷艇、挖泥船及破冰船等)占有很大的比重。如何使这类船舶在各种工况下都能获得满意的推进性能具有很大的现实意义。为了改善多工况船舶的推进性能,上海交通大学船舶流体力学研究室多年来致力于导管桨、调距     

船舶电力推进系统的分布式仿真研究

设计一种分布式船舶电力推进系统结构,并在仿真的环境下研究了电力推进系统的工作性能和可靠性。分布式电力推进系统设有2组PLC控制中心,通过变频控制和逻辑控制的方式推进船舶的行进和螺旋桨的工作;给出船舶电力推进系统的仿真电路结构,并以载波层叠SPWM的控制方式实现对电力系统电压、电流等信号的控制,保证船舶电力系统以更经济的方式运转和工作。仿真实验数据表明,提出的分布式船舶电力推进系统在电磁信号输出的稳定性方面优势明显,可以使船舶电力系统动力性能和运行成本达到一种均衡的状态。     

船舶电力推进系统控制策略仿真研究

本文针对单一的船舶电力推进系统控制策略无法应对所有复杂工况的问题，提出组合控制策略方案。首先基于三种常规电力推进系统控制策略（转速控制、转矩控制、功率控制）各自的适用范围，引入权重函数，定义权重系数，并提出结合粒子群算法优化权重系数的方法，然后搭建船舶电力推进系统仿真模型，模拟船舶复杂工况，验证组合控制策略的适用性。仿真实验结果表明，所提出的组合控制策略方案在应对船舶复杂工况时能充分发挥三种常规控制策略的优势，具有更好的控制效果。     

基于CAN总线的调距桨控制系统研究

可调螺距螺旋桨(简称调距桨CPP)是船舶推进系统的主要设备,调距桨能在所有工况下充分吸收主机的全功率,提高螺旋桨效率,并实现螺旋桨与主机转速的最佳匹配.它有良好的机动与操纵性能且易于实现遥控,在多种船舶上得到广泛应用.基于CAN总线的调距桨控制系统,结构简单,成本低,可靠性高,具有很好的推广价值.