船舶余热驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统性能分析

从节能环保的角度出发，针对船舶独特的海上环境，构建一种新型船舶余热驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统，该系统使用船舶余热作为再生热源，使用室内排风作为再生空气，并充分利用海水作为自然冷源。使用Simulink建立该系统的仿真平台，在船舶空调夏季设计参数下，新风量为0.15 kg/s时，溶液流量宜取0.2 kg/s，溶液温度宜取32℃，该工况下的系统热力系数为1.28。研究表明，室外温度为30℃～40℃时，该系统可充分适应船舶空调湿负荷大的特点。     

无线网络下船舶运行状态远程监控系统

为了提高船舶运行的稳定和安全性,需要对船舶的运行状态进行实时监测,设计无线网络下船舶运行状态远程监控系统,系统包括船舶运行状态特征采集模块、AD转换模块、总线传输模块、无线网络通信模块、集成控制模块和人机交互模块等,采用远程卫星通信和无线传感器网络组网技术进行船舶通信网络构建,基于H.323协议和IETF的SIP会话初始化协议进行船舶无线网络通信的信令设计。采用多点多线程控制方法进行船舶运行状态的监控指令的集中执行,在集成GCC编译环境中进行监控系统的应用程序开发和交叉编译,采用异构、层次化的中间件技术进行监控系统的软件平台设计,实现船舶监控系统的网络接入服务和状态实时监控服务。系统测试结果表明,设计的船舶运行状态远程监控系统能实时监测船舶的运行状态特征,系统自适应性和可靠性较好。     

船舶操舵陆上仿真系统的研制

本文提出了一种新颖的旨在缩短船舶自动舵产品研制周期并降低海试成本的船舶操舵陆上仿真系统,并介绍了其硬件组成、各模块功能以及系统软件的设计.船舶操舵陆上仿真系统具有可扩充的船舶模型数据库,通过半物理和全数字两种仿真形式,既可用于检验实际自动舵产品的操舵性能,亦可对自动舵控制算法进行计算机仿真测试.实际使用表明,该系统运行可靠、结果可信.     

基于云计算的离岸船舶信息管理系统优化设计

针对当前离岸船舶信息管理系统设计方法,系统模块比较少,导致系统覆盖率低的问题,文章提出基于云计算的离岸船舶信息管理系统优化设计方法。针对船舶运行区域的大小,分别构建了离岸船舶信息管理系统总结构;对于内部模块,主要在岸基信息模块、离岸船舶动态信息各单元间联系模块、船载信息模块、突发事件的应急管理模块、离岸船舶信息管理优化系统高层数据流关系分析模块、船务公司对于离岸船舶信息处理等模块,分别进行了较为详细的设计;其中,在船载信息模块内,分别对离岸船舶的设备管理,船舶备件的管理,船上人员的基本信息管理,以及离岸船舶工作的历史信息管理分别进行研究;在离岸船舶动态信息各单元间联系模块中,详细说明了离岸船舶信息的相互关联,为系统优化提供了辅助性作用。实验证明,所提方法可提高系统覆盖率,并为该领域的研究发展供给借鉴意义。     

基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统研究

为了实现船舶调度和控制,需要进行船舶定位识别,提出一种基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统设计方法。采用装有RFID阅读器的船舶主动定位系统进行船舶的位置坐标、类型、速度以及载荷信息进行有源识别,结合GPS定位和无线网络技术进行船舶自组织网络设计。采用MSP430处理器设计船舶的有源RFID读写器,控制终端系统的硬件设计包括了处理器模块、通信模块、航行控制模块、天线模块和人机接口模块等,在ARM Cortex-M3内核中进行控制终端的核心控制电路设计,实现船舶识别与控制终端系统优化设计。系统测试结果表明,采用该系统进行船舶识别的可靠性较好,RFID应答器与识读器间的通信稳定,对船舶的总体控制效果较好。     

基于Zigbee网络的船舶环境信息采集系统

为了提高船舶的实时监控能力,需要进行船舶环境信息采集,提出一种基于ZigBee网络的船舶环境信息采集系统设计方法,进行系统的总体构架,系统包括传感器基阵模块、信号放大检波模块、滤波器模块、总线传输模块和数据存储模块。采用ZigBee作为分布式传感器的组网结构模型,采用树形和星型网络拓扑结构相结合方式进行船舶环境信息采集的传感组网设计。在ARM Cortex-M3内核中进行船舶环境信息采集系统的嵌入式开发,进行模块化设计和集成电路设计。最后进行仿真测试,结果表明,该系统能有效实现船舶环境信息采集,采集信号输出的抗干扰性较强,检测率较高。     

面向海上风电工程的船舶助航系统设计与实现

为保障海上风力发电机及船舶通航安全,以海上风力发电机为实施载体,设计一种适宜于海上风电工程水域的船舶助航系统。该系统由警示灯模块、雷达应答器模块、AIS虚拟航标模块、颜色标绘模块、远程控制模块等组成。经实践应用表明,该系统可在远距离有效提醒船舶及时避让,特别是能提高夜间或能见度不良条件下船舶驾驶员识别海上风力发电机的能力,可为船舶避让预留充足的决策时间。与传统导助航设施相比,该系统能够多重融合、远近互补,具有较强的实用性和优异的警示性,可有效降低船舶碰撞海上风力发电机的概率。     

基于C/S架构的离岸船舶信息管理模型

为了提高离岸船舶的实时管理和信息监控能力,提出基于云计算信息融合调度的离岸船舶信息管理模型,在嵌入式的Linux内核环境下进行的离岸船舶信息管理系统的软件设计。离岸船舶信息管理系统的开发包括信息调度算法设计、软件开发、通信网络模块开发3个部分,系统的功能模块主要包括了船舶数据库模块、程序加载模块、信息调度处理模块、通信模块和客户端与服务端模块等。在云计算环境下实现离岸船舶信息的交叉编译和多模控制,系统网络结构设计为C/S架构,实现船舶离岸信息管理和安全控制,在APP中对信息管理系统的业务逻辑进行封装,实现软件集成开发和通信测试。仿真结果表明,该系统能实现离岸船舶信息的有效管理,信息调度过程中的查全性和召回性能较好。     

船舶废气SCR系统设计及应用

针对在船舶上设计及安装废气SCR处理设备及系统的需求,以85 000 DWT散货船SCR系统装船样式为例,分析船用废气处理技术的类型及特点,以及SCR技术的要求和实际组成要素,船舶废气SCR处理系统的实际应用和工作流程分析表明,SCR废气处理技术在船舶系统实际应用过程中,设备安装、系统管路长度及走向,排气温度及尿素溶液喷射量控制等会影响废气中NO_x的实际处理效果,系统设计需遵循一定的设计原则、布置方法,以及管线设计要求。     

基于LabVIEW应用的机舱报警终端

介绍了以基于ARM芯片的嵌入式系统为平台,运用最新LabVIEW的组件开发技术设计的机舱报警模块.该报警模块应用于船舶自动监控系统,对机舱内的油压、水温、转速及液位等参数进行监控和报警.该模块还具备直接用于嵌入式系统以及可根据用户需求灵活更改参数配置等优点.     

某船用柴油机SCR系统匹配性能试验分析

针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。     

某船用柴油机SCR系统混合器结构参数仿真优化

在某船用柴油机SCR反应器及尿素喷射系统结构参数优化的基础上,建立SCR混合器三维仿真模型,研究SCR混合器叶片角度和安装位置对SCR系统的混合均匀性、压力损失、NH₃逃逸、NOx转化率的影响。仿真结果表明：混合器叶片角度为15°、安装位置离喷嘴下游75mm时,可使催化剂进口截面的NH₃分布均匀性系数提高4.5%,NOx转化率提高6%。     

PSO-BP神经网络在船舶二级脱硝系统中的应用

随着国际海事组织（IMO）标准Tier III标准的实施，船舶柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型，通过仿真结果对比，发现加入二级脱硝系统后，脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低，本文将粒子群（PSO）算法加入到BP权值训练过程中，利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明：PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度，而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度，为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。     

船用柴油机选择性催化还原(SCR)系统关键技术研究

结合船机SCR系统的应用背景、船上应用环境和适用的国际法规等,进行了充分调研和分析,研究船用柴油机SCR系统(包括各子系统及设备)的关键技术,提出船用SCR系统的设计、试验和检验的方案和建议。     

融合CFD与PI控制的船舶柴油机SCR脱硝系统设计与分析

选择性催化还原技术对氮氧化物脱除具有显著效果,是当前最广泛使用的脱硝处理技术。本文从介观角度出发,采用CFD方法建立了船用SCR脱硝系统的物理模型,分析了SCR脱硝系统的反应机理,并通过用户自定义函数将PI控制算法融合进介观系统模型中,摒弃传统控制模型中的均匀分布假设,实现了介观尺度上的非均匀喷氨控制。仿真测试结果表明：船用SCR脱硝系统的气体分布呈现严重非均匀性;融合介观尺度上PI控制算法后,不仅可改善系统的非均匀性,还可提高系统的整体脱硝率、降低系统的氨逃逸量。本研究为宏观控制与介观机理建模的融合提供了新的研究思路。     

存储测试系统的以太网接入设计

针对爆炸场温度和冲击波存储测试系统设计了基于以太网传输的数据回收方案,完成存储测试系统中以太网接入模块的硬件和软件设计,并对TCP/IP协议进行裁剪,简单高效地实现了嵌入式系统接入以太网。     

船用SCR系统的设计与数值优化

针对某型船用柴油机满足IMO Tier III标准的要求,设计了两型16种SCR反应器,采用数值模拟的方法研究了结构参数对反应器内气体流动的影响。结果表明在30°~45°区间较小的过渡角及较长的过渡段有利于气流的均匀分布;长径比在0.3~3之间变化时,随长径比增加,入口截面的均匀性指数先减小后增加,而中间截面则持续增加后趋于平缓。选取过渡角30°,长径比2.43的圆型SCR反应器研究了喷射参数对于尿素溶液喷射效果的影响,结果表明喷孔与轴线的角度在30°~60°时液滴平均行程随角度的减小而增加,有利于溶液的蒸发,同时喷射点应尽量远离壁面。     

船用电力推进系统整流模块主回路结构设计

介绍了一种使用晶闸管模块的大功率船用电力推进系统12脉整流模块主回路结构。利用大功率串联桥非同相逆并联连接技术的原理,设计出适用于大功率船用电力推进系统的12脉串联桥整流装置主回路结构,并与利用相同原理设计出的12脉单体晶闸管整流装置的主回路结构进行了比较分析,验证了新设计方法的先进性。     

船舶柴油机SCR系统尿素喷射控制仿真

选择性催化还原技术(selective catalytic reduction)是一种柴油机尾气排放后处理技术。针对船舶柴油机SCR系统非线性、难以建模以及难以控制的特点,分析系统内部的化学反应,根据能量和质量守恒确定各状态量满足的微分方程,建立SCR系统数学模型,并验证其特性。为了实现SCR系统的控制目标,即保证NH3逃逸量不超过限定值的前提下,尽可能提高NOX转化率,以NH3逃逸量为约束输出,NOX出口浓度为控制输出,氨喷射量为控制变量,设计了非线性模型预测控制器,实时计算系统所需尿素喷射量。实验仿真表明了非线性模型预测控制器的有效性,稳态工况和瞬态工况下NOX转化率分别达到了93.803%和91.760%,NH3逃逸量均低于10ppm ,满足Tier III标准对船舶柴油机尾气氮氧化物排放的限制。     

蓄电池组寿命估算系统的研究与开发

本文介绍了通过假定周期估算电池组寿命的方法,开发了蓄电池组寿命估算系统,对其功能、结构和工作原理进行了分析与论述.详细阐述了系统内主回路测量模块和监控主机的架构、软硬件设计方案,以及假定周期的计算和校准算法.设计成果可应用于船舶动力蓄电池组的在线监测和智能诊断.