舰船柴油机的模块化建模与仿真

在柴燃联合动力装置半物理仿真平台的研究中，要求建立的柴油机模型能够较准确地反映瞬态过程中各主要参数的变化，满足进行实时仿真对模型的要求，同时具有通用性，以提高仿真模型的重复利用率。使用容积法建立涡轮增压柴油机模型，可以避免准稳态法中流量和压力关系的迭代计算，同时对计算量的要求又在合理的范围内。在大型系统仿真软件Easy5的支持下，采用了模块化的建模和仿真方法，利用已建立的舰船柴油机的模块库，可以连接组合模块建立各种配置的舰船柴油机模型。作为应用实例，建立了相继增压柴油机模型，并进行动态仿真。     

基于Matlab/Simulink的柴油机系统模块化建模与仿真

为实现多种类型的柴油机系统快速建模仿真,利用MATLAB/Simulink,根据模块化思想,以功能为划分原则,把柴油机系统分解为一系列独立又相互联系的子系统,分别建立其模型,建立对应的具有相同模块构建规则的子模块,并建立模块库。在此基础上,可以通过调用不同的库模块,实现不同机型的仿真,并且利用模块库技术管理模块库,实现模块库的更新和扩展,动态满足多样化的仿真目的,从而提高模块的通用性,最终实现多种机型快速建模仿真。     

相继增压柴油机准稳态建模及仿真研究

介绍了基于增压柴油机各个部分的稳态特性、基本的动力学和热力学方程、稳态试验数据和经验公式的相继增压柴油机准稳态数学模型的建立方法。文中，依次介绍了柴油机各个部件的模型：调速器模型、柴油机本体模型、压气机模型、涡轮模型和增压器本体模型、中冷器模型，并将它们综合成柴油机整体模型，即相继增压柴油机准稳态模型，并利用柴油机的试验数据，对该数学模型进行了校验。     

船用高速柴油机多台增压器相继增压计算分析

介绍了多台增压器相继增压系统的工作原理及系统组成,并建立了某船用V型高速柴油机采用四台增压器相继增压的计算模型.计算结果表明,采用多台增压器进行相继增压可以明显地改善柴油机低工况性能,有效地扩大柴油机作为船用主机的低工况运行范围.     

废气涡轮增压柴油机积件式模块化建模技术研究

把柴油机系统分解为一系列独立又互相联系的功能部件,利用matlab/simulink分别建立其模型,形成模块库.在此基础上,引入积件式模块化建模技术,通过调用不同的模型,实现不同结构和型号的柴油机系统建模.结果表明:这种建模技术能节省人力资源,提高工作效率.     

相继增压柴油机控制系统及实验研究

相继增压是改善高增压柴油机低工况性能的有效方法。本文以MWMTBD234V8柴油机为试验机型。将其常规的涡轮增压系统改装为相继增压,对进、排气控制阀进行了设计及试验研究,开发了MWMTBD234V8柴油机采用相继增压系统的实验数据采集及进、排气阀的控制系统,并对该机进行了性能试验,试验结果表明MWMTBD234V8型柴油机采用相继增压后其低工况的动力性能和经济性能均得到了明显的提高。     

相继增压对某型柴油机性能影响及喷油参数再优化

对某采用相继增压与可控进气涡流复合系统的柴油机建立了缸内仿真模型,分别对可控进气涡流系统和相继增压与可控进气涡流复合系统的燃烧过程进行仿真计算,结果表明,在低工况下后者排气中NOX、Soot的质量分数分别降低了54%和86.1%。并对相继增压与可控进气涡流复合系统柴油机喷油提前角、喷雾锥角进行了再优化仿真计算,结果表明,优化后喷油提前角为20°CA,喷雾锥角为155°。     

船闸系统仿真模块库的建立与应用

基于面向对象的建模技术和系统仿真方法,分析船闸物流系统的组成、关联关系和系统构型,建立船闸系统的对象模型和动态模型,阐述船闸系统仿真模块库开发的普适性,构建船闸系统仿真模块库。通过快速搭建三峡船闸仿真模型并进行仿真试验,验证本模块库的工程应用价值。     

基于混合推理的船舶柴油机故障诊断专家系统

采用基于规则推理和案例推理的混合推理设计了船舶柴油机故障诊断专家系统,建立专家系统的结构模型,介绍诊断模块及系统的工作过程,以CLIPS和Visual C 混合编程的方法进行了系统实现。     

基于神经网络的柴油机混合建模方法研究

针对柴油机性能仿真中的建模问题,分析不同建模方法的特点,提出机理和神经网络相结合的混合建模方法,采用神经网络在线补偿机理模型的误差,提高模型精度,并能够适应柴油机的时变特性。以6PA6型涡轮增压柴油机为例,在Matlab环境下建立机理-神经网络混合模型。仿真分析得出混合建模的一些结论。     

大型低速二冲程船用柴油机建模及仿真

以6S60MC船用柴油机为仿真对象,融合传统柴油机的准稳态模型和容积法模型建模优点,详细介绍了大型低速二冲程船用柴油机动态过程实时仿真的平均值模型及建模方法.仿真结果表明,该模型具有较好的准确性和动态特性,可用于柴油机优化控制算法的设计、分析及仿真.     

基于ADAMS的柴油机曲轴仿真分析

为研究柴油机曲轴在正常工况下载荷的变化规律,建立柴油机曲轴轴系动力学仿真模型,并通过曲轴的模态分析得到曲轴的柔性体模型,通过试验测量瞬时转速与仿真结果对比,验证仿真模型的准确性,在此基础上对柴油机曲轴进行模拟仿真分析,得到曲轴载荷变化的一些规律。     

采用电子控制系统的涡轮增压柴油机的模拟研究

通过对涡轮增压柴油机变工况性能的模拟计算，确定了采用相继增压的柴油机增压器的切换点，及可变增压空气加热及冷却规律，并在自行研制的数学式电子调速系统上开发了模拟ＭＴＵ５９５系列柴油机的ＥＣＳ系统。     

基于AMEsim的船用柴油发电机组仿真

柴油发电机组中柴油机与发电机相互耦合连接为一个整体,二者对机组的电能品质输出均具有重要的影响。以往柴油发电机组的仿真过程中,对柴油机部分的仿真总是处于欠缺或不够精确,基于此,文章引入系统建模与仿真软件AMEsim作为现有机组仿真方法的补充,对某柴油发电机组进行了详细的系统建模与仿真,并分析了机组在负载变化时输出电压、转速等参数的变化特性。结果表明,利用AMEsim软件建立的模型具有较高的仿真精度,可作为柴油发电机组设计与研究的辅助手段。     

大型低速柴油机性能预测动态模型

性能预测模型及其仿真是柴油机设计、电控和故障诊断研究的重要手段。容积法模型能准确反映缸内压力的变化,但计算耗时长。它具有动态仿真的能力,一般应用于稳态仿真。通过对缸内工作过程和涡轮增压器模型的简化,结合曲柄连杆机构动力学模型,建立了以容积法为基础的涡轮增压多缸柴油机动态模型。缸内工作过程以曲轴转角为计算单位,其他部分以时间为计算单位。模型可观测瞬态过程中各主要参数的变化。以6S60MC型船用柴油主机为例,用MATLAB/SIMULINK实现仿真模型,在XEON3.0G工作站进行仿真。仿真结果显示,模型数据与台架试验数据吻合良好,仿真300 s耗时245.4 s,满足实时仿真的要求。     

可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。     

船用柴油机混合建模方法研究

鉴于单一的机理建模法和辨识建模法在船用柴油机建模领域都存在一定的不足,提出基于机理与网络辨识互补的船用柴油机混合建模方法。机理模型用来保证不同使用工况下的模型全局可信度,网络模型用来辨识系统中不可描述部分所带来的模型误差,二者通过互补形成混合模型。测试结果表明,采用混合建模方法可更好地反映船用柴油机的真实特性     

某型船用柴油发电机系统的建模与仿真

针对目前船舶柴油发电机系统监控软件测试难度大、周期长、成本高等问题,提出利用仿真模型在软件与硬件搭接联调之前先行测试,以减少软件的开发周期和成本。基于模块化建模的思想,分析柴油发电机系统中的热功转换、能量转换和质量迁移等多种能量作用。在SimuWorks仿真平台上根据基本物理学规律将柴油发电机系统分为进气系统、燃油供应系统、PID调节器、气缸、曲轴连杆、轴系转子和发电机七个模块,按照能量传递和转移的方向,搭建起柴油发电机系统的整体模型。利用建立的柴油发电机系统进行仿真研究,通过对稳态和动态仿真实验值的分析,证明了模型的准确性,为柴油发电机系统监控软件的测试奠定基础。