基于PLC的船舶并车装置自动同步设计

船舶电站自动化对于船舶的稳定运行有着非常重要的意义,船舶自动同步并车装置是船舶电站中重要的组成部分。本文首先分析船舶自动同步并车的原理,在此基础上对船舶自动同步并车系统进行整体设计,对柴油机电压、频率以及相位处理电路进行初步设计,给出自动同步并车的软件工作流程。本文设计的基于PLC的船舶自动同步并车装置具有很好的稳定性。     

基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。     

典型工况下船舶电力系统MATLAB/Simulink仿真

为提高船舶电力系统的用电稳定性,保证船舶在空载、加载、短路等诸多工况下功率分配的合理性,采用模块化的思想,对船舶原动机及调速系统、励磁调压系统、同步发电机及发电机并车模型进行详细建模.模拟仿真单台发电机和多台发电机并车运行下空载运行、突加负载运行、突加异步电机等几种典型工况,观察同步发电机转速及端电压变化,电网电压变化,异步电动机电流及电压变化情况,避免在实船上进行典型工况故障分析和实船实验测试产生的高昂成本,仿真结果的数据对船舶电力系统的设计与研究具有积极意义.     

船舶柴油发电机组并车建模与分析

在船舶电站的运行过程中,双机甚至是多机组并联运行,是船舶电站的必不可少的组成部分,一般也为船舶电站的主要运行模式。而柴油发电机的并车操作过程是否合理,对船舶能否稳定运行有很大的影响。为探究船舶柴油发电机组并联运行的条件,建立了柴油发电机组的模型、船舶的电力负荷模型以及发电机并网触发控制模型。通过建立仿真模型,采用控制变量法,分析并车瞬间相关物理量的变化,在船舶电站相关电力器件的选型、船舶电站的设计以及船舶电网顺利完成并车操作方面,具有一定的指导与参考意义。     

船舶电力系统燃气轮机组双机并联运行建模与仿真

海洋船舶正朝着超大型方向发展,燃气轮机凭借其启动速度快,功率密度大等特点,正越来越多的被应用到船舶电力系统的发电系统中。同时由于全电船的出现,中压电力系统正逐渐成为大型海洋船舶电力系统的发展方向。由于电力推进船的电动机单机容量大于发电机单台容量,通常会使多台发电机并联运行,从而保证电站的可靠性以及使发电机运行在最佳状态。本文通过对以燃气轮机作为原动机的4.16k V船舶中压电力系统进行建模,同时对发电机组并车工况进行仿真。仿真实验验证了此系统模型的正确性,可以用于船舶中压电力系统运行工况的仿真和分析。     

基于S7-1200 PLC的船舶电站并车装置的设计与实现

针对船舶电站自动并联运行技术的要求以及特点,设计自动准同步并车装置.在重点论述并车信号检测基本原理的基础上,选用西门子公司新一代S7-1200 PLC作为核心控制器,以船舶电站物理仿真系统为实验平台,完成了相应的软件编程和外围硬件电路的设计.经实验平台运行验证,该装置完全实现了船舶电站自动准同步并车的功能且运行可靠,并车成功率高.     

PLC在船用燃气轮机发电机组测控系统中的应用

船舶远洋运输在全球经济中扮演着重要角色。燃气轮机发电机组的稳定工作在船舶电力供给上具有重要作用,目前很多燃气轮机发电机组测控系统采用嵌入式系统实现,但是由于船舶环境恶劣而工作不稳定。本文提出一种基于三菱PLC的燃气轮机发电机组的测控系统,通过监测燃气轮机系统、发电机系统、燃油系统等参数,并且根据负载的变化情况最终实现燃气轮机发电机组的稳定闭环控制。本文构建的测控系统具有很好的稳定性以及实时性,具有一定的应用价值。     

基于LabVIEW的船舶电站并车装置自动同步设计

船舶电站为船载用电设备(包括导航设备、通信设备、水声设备等)提供能量来源,保障了船载用电设备的正常运行。随着船舶向着大型化、自动化方向发展,船舶电站的容量和载荷也越来越大,采用自动并车装置的船舶发电机组可以将多个船舶发电机组复合在一起,共同作为船舶的电源,满足日益增加的电站载荷,具有可靠性高、自动化程度高等优点,引起了研究人员的广泛关注。本研究针对船舶电站的并车装置设计,采用可视化编程平台LabVIEW,设计了一种新型的船舶电站自动化并车装置,并对该装置的硬件结构和LabVIEW软件程序进行系统介绍。     

船舶电力系统自动化及电机保护设计

船舶运输在全球运输中扮演着重要角色,而船舶电力系统的安全及稳定性是船舶运输安全的重要保证。在这种背景下,本文简要介绍了船舶电力系统自动化的现状,对船舶自动化电力系统进行设计,包括工控机模块、显示模块、PLC监控执行模块,重点介绍并实现了船舶电力系统中自动并车功能,最后提出了几点电机保护设计。本文提出的船舶电力自动化系统能够有效提高船舶运营效率,提升船舶电力系统工作的稳定性。     

船舶主柴油机并车运行新方法

随着海上船舶大型化和高速化的发展，双机单桨船舶动力装置日益增多。传统的船舶主柴油机并车运行控制方式通常采用主从调速器法，这种方法尽管能满足船舶主柴油机并车运行的要求，但存在着一定的弊端。在研究分析了船舶主柴油机并车运行的工作原理、控制要求、关键技术及传统控制方法的利弊基础上，作者提出了一种船舶主柴油机并车运行的新思路和新方法。经过实验室台架试验和实船应用，证明该方法不但易于实现，而且控制效果理想。     

船舶燃气轮机转速自适应模糊控制

船舶燃气轮机对转速的要求较高,需在瞬间完成响应并保持稳定。然而,由于燃气轮机具有惯性和时间延迟等特性,导致转速的调整可能存在响应滞后或者波动问题。为此,提出基于状态观测的船舶燃气轮机转速自适应模糊控制方法。应用船舶燃气轮机转速状态观测器,结合船舶燃气轮机转速与燃油量之间的映射关系,根据当下燃油量状态,观测实际船舶燃气轮机转速,通过基于模糊自适应PID控制器的转速控制模型,计算实际转速与给定转速的转速偏差、偏差率,由模糊自适应PID控制器自适应调节船舶燃气轮机转速。实验结果证明：此方法应用下,船舶燃气轮机转速能够得以准确控制。     

船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控系统研究

针对船舶燃气轮机发电机组受到海上航行环境的影响,导致干式负荷与实际负荷之间的测控偏差较大,为了缩小干式负荷的测控偏差,提出船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控系统研究。将CRIO控制器与船舶燃气轮机发电机组共同构成一个闭环式回路,利用CRIO实时控制器的原理,设计系统的硬件部分,通过设计船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控算法和干式负荷测控程序,完成系统的软件设计,实现了船舶燃气轮机发电机组干式负荷的测控。测试结果表明,提出的船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控可以缩小干式负荷的测控偏差。     

船舶主柴油机并车运行新方法

研究了船舶主柴油机并车运行的技术难点,分析总结了几种常用的船舶主柴油机并车运行方法的优缺点,并提出一种全新的船舶主柴油机并车运行方法——单调速器法。经试验室验证与实船应用,证明该方法易于实现、效果理想。     

基于PLC的船舶发电机组负荷功率自动控制系统设计

现代船舶对于发电机组的要求越来越高,而且工况也越来越复杂,经常会出现负载功率剧烈变化的情况,对船舶发电机组负荷功率进行自动控制、监测和管理对于保障船舶电站的稳定安全工作具有非常重要的意义。本文提出一种基于三菱PLC的发电机组负荷功率自动控制系统,详细分析了系统的需求,对发电机组的并车原理进行总结,最后对系统的整体结构和程序进行设计。系统能够通过发电机组的并车和解列以及负载调节等实现功率的自动调节,系统具有很高的稳定性和抗干扰性。     

燃气轮机防冰进气管道应力补偿设计

在研究某燃气轮机防冰进气管道结构布局和使用条件的基础上,基于软件CAEPIPE建立了燃气轮机防冰进气管道应力计算模型;通过添加膨胀节、限位器和弹性支架进行补偿设计;采用米塞斯应力准则进行应力计算,确定补偿后管道应力分布状况、位移和最大应力部位,并进行应力评定。结果表明:补偿设计方案合理可行。该研究工作对我国船舶燃气轮机防冰进气管道的补偿设计具有一定的参考价值。     

基于嵌入式的船舶控制器设计与实现

为提高船舶系统运行的稳定性,需要进行鲁棒控制设计。提出一种基于嵌入式的船舶控制器设计方案,首先采用自适应PID控制律进行船舶控制算法设计,然后在嵌入式ARM环境中进行船舶控制器的硬件设计,将控制算法加载到DSP处理芯片中,实现控制程序写入,完成嵌入式船舶控制器的集成设计和软件开发。实验测试结果表明,该船舶控制器具有较好的船舶位姿控制性能,提高了船舶航行的稳定性,控制器的鲁棒性较好。     

采用基于物理本质的设计软件进行船型与机械优化设计

船舶设计软件适用于提高现有巡洋舰设计研究水平。研究主要包括能有效减少总燃耗量的机械配置方案，从而减少船舶总重量和使用费用。当今大多数军舰的原动机(多半是燃气轮机)通常是为了使舰艇获得最大航速而设计的，最大航速比巡航航速高得多。就CG47而言，巡航时需用的轴功率仅为最大航速的16％。因此，巡航时的燃耗率要高64％，因此时燃气轮机仅使用了一小部分额定功率。介绍并研究了辅机及其对船舶设计的总影响，分析了4种不同的机械配置方式，即柴油机或燃气轮机联合动力装置(CODOG)、柴油机和燃气轮机联合动力装置(CODAG)、燃气轮机或燃气轮机联合动力装置(COGOG)、燃气轮机与燃气轮机联合动力装置(GOGAG)，结果表明可以节省燃料多达34％，使整个船舶重量共减少9％。     

基于飞轮储能的船用燃机直流微电网大功率负载响应特性

为充分利用飞轮储能对船舶直流微电网功率补偿的优势,弥补燃气轮机发电系统输出功率调节响应慢的不足,对船用燃机直流微电网大功率负载下的飞轮储能系统控制策略和电网响应特性进行研究。本文基于100 kW实装微型燃气轮机发电机组,建立了包括燃气轮机、发电机、飞轮储能系统的船舶直流微电网模型,并在有无飞轮储能系统的情况下,分别突加、突卸40%、60%、80%额定功率负载,详细分析不同负载模式下直流母线电压、发电机转速和飞轮转速的变化特性。结果表明,所提出的飞轮储能系统控制策略可以及时补偿大功率负载冲击下发电机和负载之间功率不平衡,防止母线电压和同步发电机转速波动过大,有效提升微型燃气轮机发电系统的电能质量和稳定性。     

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。     

基于最优滑模控制理论的船舶稳定性控制策略研究

船舶的稳定性设计具有非常重要的意义,可以有效保障船舶的航行安全,提高船舶航运的可靠性。传统船舶的稳定性设计主要集中在船体的水动力优化和自动舵设计方面,本文针对船舶的稳定性,首先建立了稳定性模型,然后基于一种最优滑模控制理论,开发了一种新型船舶稳定性控制策略,并对该控制策略的原理和基本结构进行了详细的介绍。本文的研究对提高船舶的稳定性,改善船舶航行安全有重要的意义。