船舶调距桨推进系统的建模与仿真

介绍了集装箱船舶可调螺距桨推进仿真系统,建立了主机、螺旋桨转速、液压离合器和螺距控制的数学模型.依据容积法模型建立了柴油机仿真的实时算法及PID调速器、螺距、螺旋桨推力及船舶阻力实时仿真模型,设计了调距桨推进系统机旁、集控室和驾驶室的控制逻辑和软硬件设备.对调螺距、主机供油、主机转速、船舶航速的仿真结果与实船推进系统相似.用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了包含仿真软件及人机界面的轮机模拟器系统,并成功应用于船员实操培训和轮机工程专业本科生教学.     

液压式可调距螺旋桨调距时间分析

通过对液压式可调螺距螺旋桨调距速率特性、实际需求的调距时间等方面进行分析,发现目前国内相关规范或标准中规定的调距时间已不适用于大尺寸可调螺距螺旋桨,提出相对合理的调距时间给定原则建议,并给出2个实例说明合理放宽要求的时间指标给液压系统设计带来的好处,供船舶推进系统及可调螺距螺旋桨使用者或设计者参考。     

主机调距桨液压油乳化故障实例

正1故障现象某船采用双机双桨推进,螺旋桨选用五叶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨),其螺距的改变是通过独立的液压系统驱动桨叶安装盘面下的曲柄销实现的。该船在太平洋海域航行,常规保养右主机调距桨滤芯时,发现液压油有乳化现象。取出左主机调距桨液压油进行检查比较,油液取样情况如图1所     

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。     

某船可调螺距螺旋桨推进装置应急系统改进

为了更好地实现可调螺距螺旋桨推进装置应急操作的功能，在进行调距桨液压系统和机械应急的原理分析的基础上，分析该船调距桨装置应急失效的原因，提出增加手动应急装置的改进措施。合理地选取新增应急装置的性能参数和布置位置，达到正常应急的目的，并且通过实船验证取得了实现正、倒车应急功能的预期效果，排除了应急失效的故障。     

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.     

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.     

某型船调距桨装置液压系统仿真及试验研究分析

针对某型船调距桨装置液压系统设计参数与使用工况,利用液压系统AMESim仿真软件,建立调距控制回路仿真模型,仿真分析液压系统的实际工作特性;结合调距桨装置台架联调试验,验证液压系统仿真模型合理性。     

基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

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。     

基于虚拟样机技术的调距桨机构动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,文章研究了某调距桨机构在倒车方向调距过程中的运动学和动力学特性。对比在有无摩擦条件下调距机构各部件的受力和运动情况及完成整个调距过程所需要的油压,为调距桨机构的设计和试验提供参考数据,提高调距桨机构的运动学和动力学特性研究效率。     

船用调距桨机液伺服装置跟随性能仿真分析

文章分析了调距桨驱动方式的船用动力推进系统的机液伺服装置的工作原理,建立了Amesim模型,从调距桨转速、机液伺服阀流量两方面分析了机液伺服装置的跟随性能.     

可调桨推进系统故障原因分析

通过对某轮可调桨推进系统的电气控制系统和液压系统的检查分析,揭示了该推进系统齿轮箱螺距油压和离合油压压力偏低以及螺距失控故障的根本原因,为制订推进系统修复方案提供了依据。     

某型船调距桨装置液压系统的设计与制造

针对海军某型船舶调距桨装置装舰设备研制项目要求,对其液压系统进行了设计与样机研制,文中详细介绍了设计的内容和所解决的关键技术,其研制成果具有普遍的应用意义和良好的推广价值.     

基于故障树模型的全回转舵桨液压系统可靠性分析

文章针对全回转舵桨液压系统可靠性进行了研究,首先对舵桨液压系统工作原理进行了分析,建立舵桨液压系统的可靠性框图及故障树模型,并结合拖轮的实际运行情况,对舵桨液压系统的可靠度进行评估,最后对提高舵桨液压系统可靠性提出了一些建议。     

一种具有负荷限制功能的调距桨最佳启动算法

本文对调距桨系统的快速启动过程建模分析,研究出一种具有负荷限制功能的调距桨最佳启动算法。通过计算机编程仿真,结果表明在一定的条件下,该算法可以得到较优的启动路径。采用该启动路径,主机能合理控制转速与螺距,在不超负荷状态下快速平稳地提高输出功率,很好地增强船舶启动过程中的机动性与灵活性。该算法对实际的船舶航行控制启动过程有重要的参考价值。     

螺旋桨螺距三维激光测量技术应用

文章针对船舶螺旋桨修理过程中螺距测量的需要,利用全站仪进行螺旋桨桨叶坐标数据的采集,通过三维坐标转换得到螺距计算所需数据,并与传统螺距规测量结果进行比较,验证了该方法的准确性.该方法可以满足螺旋桨螺距的测量要求,为螺旋桨修理螺距测量提供新的思路.     

基于流固耦合的螺旋桨性能分析及参数优化

为了研究某型螺旋桨水动力及强度特性.首先建立螺旋桨实体模型,再在CFX中设置计算条件,运用CFD有限元方法计算与分析不同进速下螺旋桨的推力系数、转矩系数、敞水效率以及桨叶压力分布等水动力参数特性及其变化趋势;然后通过Workbench平台应用流固耦合方法,将CFX求解得到的螺旋桨表面压力载荷加载到螺旋桨结构强度分析模型上,对螺旋桨的强度进行计算.最后通过改变纵倾角和螺距对螺旋桨结构进行优化,并将仿真结果与原桨比较,结果表明适当增大纵倾角能增大螺旋桨强度,适当降低螺距能提高螺旋桨敞水效率、提高抗空泡性能并增大螺旋桨强度.