基于Modelica/Mworks的船用汽轮机级图形化建模与仿真

基于面向对象的多领域统一建模开源规范Modelica/Mworks平台,通过研究汽轮机级性能仿真数学模型,开发了针对船用汽轮机级的图形化仿真模型,并开展了数据可视化仿真。结果表明,仿真模型具有良好的模块化特征和可重用性,能够正确地反映船用汽轮机级的稳态运行特性,充分验证了模型的有效性和准确性,为船用汽轮机的仿真研究奠定了基础。     

基于Modelica/MWorks的船用汽轮机调节阀性能仿真验证

采用MWorks建模仿真平台对船用汽轮机调节阀进行建模与仿真验证研究,建立描述调节阀流量—阻力特性的数学模型和图形化仿真模型。经过仿真验证,得出主要结论如下:采用Modelica/MWorks平台可以有效建立颗粒度适宜的多学科多物理场耦合设备的图形化模型,且模型可重用性强,能够有效支撑汽轮机建模仿真;所建立的调节阀数学模型仿真计算效率较高,不同工况下流量曲线计算结果与设计数据趋势一致,各工况下其最大相对误差约为0.8%,能够真实反映调节阀的流动特性,准确地反映了调节阀的运行状态和规律。     

基于Modelica语言的ROV力学系统建模与仿真

本文针对因ROV在水下作业过程中的非线性及耦合运动特性而导致采用传统Simulink建模方法效率低下的问题,将Modelica语言应用于ROV力学系统建模过程中,提出了一种通用的、面向对象的水下航行器运动建模方法.简要介绍了Modelica语言的特性和优点,应用其面向对象的建模思想构建仿真框架,将ROV力学系统按受力性质进行分析、分类与模块功能划分,定义共用、可重用的底层运动学与力学连接器作为模块间交互接口,实现各模块由数学模型到仿真模型转化.在顶层模型中通过组件实例化整合各模块,应用组件连接机制,创建完整的ROV力学系统.选取工况对其运动特性进行仿真,分析仿真结果,以验证建模方法便捷性和正确性.     

基于Modelica/MWorks的舰船液压操舵系统建模与仿真

在建立舰船液压操舵系统原件动态数学模型的基础上,利用MWorks软件实现液压能源系统动态特性分析通用模型库的构建.模型库包括长管路动态模型、液压泵数学模型、液压缸数学模型和其他元件如滑阀的数学模型,并根据模型库的元件建立了舰船液压操舵系统方案设计阶段的数理模型,对舰船的液压操舵系统进行了仿真.仿真结果表明,该模型符合实际系统的管路压力和流量脉动特性,在模型中能获得时域范围内系统的流量压力脉动情况.     

基于Modelica语言的某气垫船机桨匹配建模及仿真

为满足某型气垫船推进系统的性能指标，开展基于国产化软件平台的机桨匹配算法研究。以某型气垫船的推进系统为对象，建立数学模型，并以基于Modelica语言的国产仿真平台MWorks为基础对该系统进行建模仿真。通过研究变螺距角、变转速时气垫船推进系统的性能，对机桨匹配算法进行优化。仿真结果表明，优化算法可满足螺距角变距时间要求、螺距角稳态误差要求以及燃机机动性能曲线要求，所提出的机桨匹配控制算法满足性能要求，研究结果可为类似气垫船推进系统设计提供借鉴。     

基于Modelica的主动波浪补偿起重机建模与仿真

为研究主动波浪补偿起重机的动态特性和起吊重物质量等关键参数对主动波浪补偿起重机性能的影响,采用多领域统一建模语言Modelica,在MWorks仿真软件中构建二次马达、恒压变量泵、蓄能器、溢流阀和钢丝绳等模型,以构造出完整的主动波浪补偿起重机模型.对该模型进行仿真分析,结果表明:当起吊重物的质量为20t～160t时,主动波浪补偿起重机的控制效果较好;当起吊重物的质量达到200 t时,重物的补偿位移控制效果相对较差;通过调整PID控制参数可提高起重机起吊重物的质量.     

基于MATLAB/SIMULINK的船用辅锅炉系统建模与仿真

运用Matlab／Simulink软件包对船用辅锅炉系统进行动态仿真,以锅炉炉膛为例建立了数学模型,给出了该系统的动态模型,并详细介绍了如何利用SIMULINK对锅炉系统进行仿真。仿真结果表明,SIMULINK也是对锅炉系统进行建模的一种有效方法。     

基于Modelica的船舶电力推进系统仿真研究

船舶电力推进系统的仿真建模技术研究多集中于数学模型，对设备模型实际物理结构的关注不多。针对这一现状，本文基于Modelica建立了船舶电力推进系统推进装置部分的仿真模型，直接面向物理结构提出了一种基于dq坐标等效电路的Modelica六相永磁同步电机模型。基于所建立的推进装置模型，进行了系统及仿真验证，结果表明所建立模型较好地模拟了电力推进系统的运行状态，适合于系统工程中系统级的仿真验证。所建立模型在实际工程中更加易于在不同领域的设计人员中流通使用。     

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.     

船用载货升降机动力学建模与仿真

鉴于船用升降机在摇摆状态下理论受力分析的复杂性,通过对船用载货升降机进行动力学建模仿真,分析船用载货升降机在无横纵摇、仅横摇、仅纵摇、横纵摇及偏载加横纵摇等5种工况下,钢丝绳及各滚轮的受力大小及规律.该方法不仅能减少复杂的理论计算过程,还能实时了解升降机在工作过程中的受力状态,大大缩短产品设计开发周期.     

船用燃油辅锅炉的建模与仿真

针对船用燃油辅锅炉,通过机理建模的方法,得到汽包水位和压力在具体扰动下的数学模型。运用Matlab在不同的工况下仿真,证实模型可信度。根据仿真分析的结果,通过MCGS和VB设计制作燃油辅锅炉主要功能仿真模块,实现船用燃油辅锅炉及相关设备的模拟。本仿真模拟器系统既可对船舶技术人员进行综合训练,也可作为单独的锅炉仿真培训系统,或作为锅炉课程教学的辅助教学用具。     

大型船用主机气动操纵系统的仿真

此文介绍了MAN B＆W 12K90MC型大型船用主机气动操纵系统的组成，在分析了其工作原理的基础上对主要控制环节建立了数学模型，并进行了仿真。仿真系统在硬件上建造了主机气动操纵系统屏展示其工作流程，在软件上仿真了该型主机气动控制系统的各种正常及非正常工况，由工控机及接口板卡提供数据采集与控制，实现了系统的在线动态实时仿真。     

船用蒸汽蓄热器快速充汽过程吸热特性的测量方法研究

为了满足短时间耗汽量极大用汽设备的用汽需求,选取平均过冷度和吸热系数作为船用蒸汽蓄热器吸热特性的评价指标,对快速充汽过程进行数学建模和实验研究,以期达到对吸热特性的测量。结果表明:蒸汽蓄热器在吸热过程中,其水部存在着明显的温度分布不均匀,通过对充汽流量的减小和充汽时间的延长,能够改善吸热特性。与此同时,测量方法也有效可行,完全可用于船用蒸汽蓄热器在快速充汽过程中的吸热特性测量。     

船用柴油机工作过程故障诊断的仿真研究

利用计算机数值计算方法进行了船用柴油机性能故障的仿真计算,通过对各故障下热工参数的特征分析,揭示了热工参数在不同性能故障、不同运行工况和不同航行工况下变化规律,探讨了热工特征参数的优化选择、性能故障的分类和计算机仿真建模等问题,提出了热工参数的相对偏差分析法,并介绍了人工神经网络在船用柴油机故障诊断中的具体应用。     

船舶电站系统建模与仿真

为了实现船舶电站的运行分析和故障仿真,建立柴油机、船用发电机和负载的数学模型,并在此基础上运用MATLAB/Simulink技术完成船舶电站仿真系统.仿真结果表明,发电机输出信号稳定,能够满足船舶电站动、静态运行分析的需要.该系统能够实现船舶电站自动控制的仿真运行,对船舶自动化电站的运行分析具有重要的理论价值和实用意义.     

大型低速船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的建模与动态仿真

以7RT-flex60C船用智能柴油机为仿真对象,基于该型号柴油机燃油共轨喷射系统的结构特点及各组成部件的液力连接关系,建立该系统各部件的数学模型;采用模块化的设计方式搭建燃油共轨喷射系统Matlab/Simulink仿真模型.仿真结果表明,模型具有较好的准确性和动态特性,可用于船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的设计、优化及仿真.     

船用中速柴油机故障建模仿真研究

文章以某船用中速柴油机为研究对象,采用发动机仿真软件AVL-BOOST建立数学模型,完成柴油机工作过程数值计算,并在此模型基础上对中速柴油机常见故障进行模拟。从数值分析的角度解释故障现象,探索柴油机主要性能参数变化的规律,为故障诊断提供依据。     

大型船舶燃气轮机发电系统整体建模与仿真

在大型船舶中,燃气轮机以功率大、体积小、能源利用率高、污染少等优势成为当前发电系统的应用主流。在本文中,给出了燃气轮机中压气机、燃烧器、涡轮机三大部分的数学模型。     

基于Modelica的船舶凝汽器动态特性分析

为实现凝汽器的动态特性分析,采用模块化建模方法,运用Modelica统一物理建模语言以及Mworks仿真平台,根据凝给水系统的工作原理以及能量、质量守恒方程等,开发了热力系统模型库并建立凝汽器的仿真模型。利用所建立的模型,分析凝汽器在汽轮机排汽量以及循环冷却水流量阶跃变化等情况下的动态特性。结果表明,凝汽器内部参数变化情况与实际运行情况相符合,可为船舶动力系统的运行优化提供参考。     

船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究

关注燃气轮机电气外特性,忽略其内部化学反应和热力循环,采用模块化建模方法建立了船用燃气轮机发电系统完整的数学模型,其中包括整流逆变模型、推进电机及螺旋桨负载模型。通过Simulink仿真,重点研究系统启动性能及动态特性;并对负载类型的影响以及三相短路故障进行了分析。结果表明该模型能够反映实际燃气轮机发电系统的运行特性,为研究船舶燃气轮机发电系统协调控制及多机并联运行奠定了基础。