考虑汽缸效率变化的船舶汽轮发电机组建模与零动态控制设计

船舶汽轮发电机组的运行环境和调节需求异于陆地电厂。针对机组在负荷扰动后的稳定需求,以陆用汽发机组典型数学模型为基础,建立了考虑汽缸效率变化的船用机组汽阀、锅炉协调控制模型,以转速、主汽压为目标状态量设计了零动态控制律,并通过PSCAD软件仿真验证。结果表明,相较于传统PID控制,所设计的控制律能有效降低状态量与设计值的偏差,有利于机组在负荷扰动后恢复稳定。     

船舶汽轮发电机组负荷扰动控制数学模型构建

构建船舶汽轮发电机组负荷扰动控制数学模型,有效控制负荷扰动,降低负荷频率偏差。采用船舶发电机组负荷扰动模型获取负荷扰动下发电机组的影响参数,采用时间差分误差比例优先级采样方式采集负荷扰动数据,并输入神经网络,通过网络的离线预学习阶段输出负荷扰动控制参数。网络在线应用阶段,通过发电机组影响参数与频率控制质量标准指标设计奖励函数,结合控制参数,输出负荷扰动控制结果。实验证明：该模型可有效快速控制负荷扰动,确保发电机输出功率稳定,汽轮机进气量快速恢复标准值,降低区域控制误差;在不同负荷扰动下,该模型快速控制负荷扰动,降低负荷频率偏差,控制时间均在100 s以内,且超调量小。     

振动技术在船舶汽轮发电机组上的应用

轴系是汽轮发电机组重要部件之一,文章介绍了汽轮发电机组的轴系故障类型,对某型汽轮发电机组振动监测流程进行了阐述,对其测试数据进行分析处理,给出了引起机组振动增大的原因,并提出相应处理措施,解决其故障现象。     

船舶用新型汽轮给水泵的设计

介绍新型汽轮给水泵性能与结构的设计要点，针对原三联泵机组的凝水泵与给水泵系统不匹配问题和汽阀调节问题，作了改进提高设计。此外，对汽轮机转子、汽缸、汽封、油封等重要部件的技术问题也作了设计说明。     

联调试验中考核汽轮发电机组单机动态特性的试验方法

介绍了汽轮发电机组联调试验单机动态试验中存在的问题,提出在汽轮发电机组出厂、联调等试验中可广泛应用的“并车带载考核单机动态特性”试验方法.     

船用汽轮发电机组振动偏大问题的处理

船用汽轮发电机组在试验中出现基频下轴向和垂向振动偏大,减速器轴承振速高达5 mm/s以上.为了解决此振动问题,进行了汽轮机和减速器单独试验,结果二者单独运转时振动皆良好.检查二者之间联结的齿式联轴器,发现齿套与挡环存在碰擦,造成汽轮机和减速器联结运转时产生附加力.经过齿套相关尺寸扩大,机组振动大幅度下降,问题得以解决.通过该振动问题的处理表明,汽轮机和减速器之间的联结挠性差,造成机组振动偏大,尤其是基频下轴向和垂向振动偏大.     

声发射技术用于诊断船舶汽轮发电机组碰摩故障的研究

碰摩振动是汽轮发电机组常见故障,针对汽轮发电机组碰摩振动现象及机理,基于振动监测与声发射监测的特点对比,提出了汽轮发电机组碰摩故障的声发射监测方法,并通过监测实例验证了其适用性。     

基于频谱分析的汽轮发电机组振源诊断

采用频谱分析技术对某型船用汽轮发电机组进行振源诊断。分析结果表明汽轮机的振动对整个机组有较大影响,指出机组轴系的不对中和轴系动平衡的变化是产生低频特征频率的主要原因。对部分特征频率的传递路径进行分析并给出改进建议。     

船用高速汽轮发电机组轴系动力特性分析与优化研究

汽轮发电机组轴系是机组的主要振动来源,其动力特性对机组振动噪声影响较大。本文以某型船用高速汽轮发电机组为例,对该机组的轴系进行了设计及计算,并研究了不同轴承结构型式、轴承间隙对汽轮机轴系动力特性的影响,通过对比,优化了轴系动力特性,为机组设计奠定了基础。本文的研究成果对机组的轴系设计具有重要的参考意义。     

不同轴承型式对汽轮发电机组轴系振动 的影响研究

影响汽轮发电机组轴系振动的因素很多,对于已设计加工好的转子,由轴承组成的支承系统为主要影响因素。文章以某型20MW级汽发的研制项目为依托,探索不同型式的轴承对汽发机组轴系振动的影响。通过应用软件DyRoBes对轴系进行建模分析,并建立试验台架对不同型式轴承的振动表现进行试验研究,为汽发机组轴承的选型设计提供了重要的参考意义。     

超临界二氧化碳涡轮发电机的设计及应用探讨

本文主要对超临界二氧化碳的物性特点及使用超临界二氧化碳为工质的涡轮发电机技术进行概述,提出基于超临界二氧化碳为工质的涡轮机设计的主要技术难点,包括涡轮设计、动密封设计、润滑设计及冷却设计,并在此基础上设计了涡轮机通过联轴器拖动高速发电机的组合原理样机;最后分别在氮吹试验台、超临界二氧化碳布雷顿热力循环系统上对涡轮发电机进行2种工质下的气吹试验,功率分别达到了12.6 kW和5.8 kW;通过试验证实了超临界二氧化碳涡轮发电机技术上的可行性,并为此种技术在船舶上的应用指明了方向.     

船舶尾部舱室噪声预报及控制分析

基于VA one软件平台对某散货船尾部试验模型进行噪声预报及控制效果分析.分析中采用的是统计能量分析法(SEA),在验证计算方法正确的基础上,首先采用新规范标准对10个主要舱室的噪声水平进行预报研究和比对,分析其中舱室噪声超标的可能原因.然后对该分析模型进行不同控制技术的研究分析——吸声技术、隔声技术和阻尼减振技术,并比较在不同位置敷设阻尼材料的降噪程度.研究表明:采用吸声、隔声和阻尼减振技术对降低船舶舱室噪声有显著效果,在激励源舱室敷设阻尼材料,仅对非激励源舱室降噪效果明显,且约束阻尼要比自由阻尼结构对噪声控制效果更有优势.研究结论可以作为船舶舱室噪声实际控制的参考.     

船载测控雷达偏馈信号动态控制系统的设计

为满足船载统一测控系统沟通无线偏馈射频链路进行遥测误码率测试的要求,进一步构建系统联调联试的动态射频信号环境,设计了船载测控雷达偏馈信号动态控制系统.通过系统监控台手动或自动远程控制位于天线背部中心体的数控衰减器,可实现雷达天线在对冷空的情况下接收偏馈射频信号幅度的变化,也可实现船载测控雷达系统联调过程中模拟目标动态变化情况,进而分析对系统跟踪性能的影响.该系统在数十次海上卫星测控任务准备过程中得以有效使用,检验了设备的工作性能,提高了任务准备的效率.     

控制杆对柔性圆柱涡激振动的抑制效果研究

涡激振动会造成海洋柔性柱状构件疲劳损伤,合理的抑制装置能够有效延长结构的使用寿命。控制杆是常见的涡激振动抑制装置,高雷诺数条件下,多根控制杆的排布方式对涡激振动抑制效果的影响有待进一步研究。文中通过设计室内模型实验,观测了高雷诺数条件下控制杆对柔性圆柱涡激振动抑制效果。圆柱模型的长径比为350,质量比为1.9,最高雷诺数可达16 000。研究结果表明:控制杆对柔性圆柱的涡激振动抑制效果显著,四根控制杆的抑制效果优于三根控制杆。     

内压厚壁简结构的可靠性分析和可靠性优化设计

本文首先进行了厚壁筒结构的失效分析,建立了厚壁简结构失效的强度失效状态函数,接着研究了结构可靠性计算的直接积分法,分析了直接积分法中涉及到的三个关键技术问题,最后进行了厚壁筒结构的可靠性分析与可靠性设计研究,研究结果表明厚壁筒结构设计变量的均方差对结构的失效概率有较大的影响,在实际工程中应加强其质量控制.本文的研究结果为厚壁筒结构的设计、制造提供了有价值的理论参考,其方法可以应用于船舶与海洋工程、建筑、机械、化工等领域,具有较大的理论及实践意义.     

基于广义预测控制的船舶动力定位约束控制

鉴于广义预测控制(GPC)方法能用同一方式处理设备和安全约束,且具有较强的抗扰动能力,提出了一种基于GPC的船舶动力定位约束控制器设计方法。运用前馈控制器克服风力扰动的影响,且所产生的前馈量被用来实时修正推力约束,在修正后的推力约束下滚动优化GPC。对承受风、浪、流扰动的某供应船,采用提出的方法设计控制器,并进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的控制器抗扰动能力较强,能完成对船舶的动力定位约束控制。     

半潜式海洋平台动力定位的动态面自抗扰控制

通过引入动态面控制思想对扩张状态观测器及非线性状态误差反馈控制律进行改造,设计一种动态面自抗扰控制器,并将其用于海洋平台动力定位系统的控制问题上.动态面扩张状态观测器的设计是为了提高系统的扰动估计能力,动态面非线性状态误差反馈控制律的设计是为了提高系统的稳定性与控制效率.仿真实验表明,改进后的动态面自抗扰动力定位控制系统对扰动的估计能力明显提升,系统的抗扰能力与鲁棒性得到增强,同时其具有较好的控制品质和响应特性,进而提高了海洋平台的定位精度.     

基于模糊积分预测控制的船舶动力定位系统设计

提出一种基于模糊积分预测控制器的船舶动力定位系统控制方法,通过引入积分控制器消除了稳态误差,采用模糊控制算法实现了对不确定系统的控制,利用预测控制解决了船舶动力定位中的约束问题,有效地减少了船舶动力定位系统能量的消耗。仿真结果证明,提出的模糊积分预测控制器在满足动力定位要求的同时,大大提高了推力系统的效率,减少了推力消耗。     

喷水推进液压系统用恒压力/流量控制斜盘柱塞泵的建模与动态特性仿真

在分析喷水推进装置操舵和倒航操作原理与要求的基础上,建立了A10VO-DFR型的恒压力/流量控制斜盘式变量柱塞泵的数学模型,并基于Matlab软件的Simulink模块,搭建了该泵仿真模型,重点研究了在变转速工况、变负载工况、变节流阀阀口工况下泵的输出流量的变化关系,所获得的结论对改进喷水推进装置液压系统的性能提供了理论依据。     

基于模型预测控制的船舶动力定位约束控制

研究了模型预测控制在船舶动力定位系统约束控制中的应用,建立了3自由度动力定位船舶的数学模型,提出了船舶动力定位系统设计中应考虑的各种约束.针对某供应船,根据模型预测控制理论进行了动力定位控制器设计,使约束的处理问题贯穿于控制系统设计的始终.仿真试验验证了模型预测控制算法应用于船舶动力定位约束控制的有效性.