基于马尔可夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析

为解决船舶电站可修系统的冗余性、可靠性、维修性问题,采用马尔可夫过程分析了实际船舶电站航行工况冗余系统,并建立可靠性数学模型, 推导出船舶电站冗余系统可用度与可靠度的表达式,为船舶电站冗余设计的可靠性和优化提供了新的实用方法.最后,以实例说明了其在船舶电站控制系统中的工程应用.     

以太网在船舶电站中的应用

结合目前现场总线在推广应用中出现的问题和以太网的发展态势，分析了以太网作为通信标准的必要性，以及以太网用于工业上的设计要求。详细介绍了基于以太网的控制网络AutoNet的三种关键技术；分布式数据库的高速刷新相等技术；工业以太网技术；数字信息平台管理技术。然后介绍了应用该新技术的船舶电站节点模块设计方法，并根据其发电机组并车的基本条件，以示意图方式介绍了电压电流测量电路，频率及相位测量电路和发电机组并车控制电路。最后简单介绍了与上位机的连接，并展望了以太网在船舶电站中应用的前景。     

基于LabVIEW的船舶电站实时监控系统

基于LabVIEW虚拟仪器开发平台，设计了一种船舶电站实时监控系统。系统采用工控机和单片机两级控制模式，通过Modbus通信协议实现两级之间的实时通信，完成对船舶电站柴油发电机组的监控。给出了监控系统的具体实施方案，详细讨论了船舶电站实时监控程序的编制要点。该监控系统界面友好，功能完善，可视性强。这种基于LabVIEW将工控机与单片机有机结合的方法，是一种开发智能化图形监控设备的有效途径，在现代舰船电站智能控制设计中具有实用价值。     

船舶电气多状态并联冗余系统可靠性分析与优化

针对船舶电气系统常见的并联冗余设计,与传统的二状态可靠性分析方法不同,应用多状态可靠性理论,建立了船舶电气多状态并联冗余系统的可靠度数学模型,并进行了优化设计。实例给出了常见的三状态船舶电气并联冗余系统的可靠度表达式,证明由于短路失效的存在,即使采用更多的并联冗余支路组成的三状态船舶电气并联冗余系统,也不能有效地提高系统的可靠度。相反,过多并联支路反而会使并联冗余系统可靠度下降。与二状态不同,三状态船舶电气并联冗余系统常用的继电器辅助触点多支路冗余设计,最优冗余数仅为2。研究结果不仅适用船舶电气并联冗余系统,也适用于一般三状态并联冗余系统,具有普遍性。     

船舶电站实操考试自动评分系统的设计与实现

针对船舶电站及其自动化实操评估不能客观地反映考生业务水平的缺点,分析了利用计算机实现船舶电站实操评估自动评分的难点,提出了基于设备实操过程的计算机自动评分方法。将电站自动化的操作与控制过程及人工评估的思维过程结合起来,建立基于船舶电站实操的自动评分模型。评估内容转化为具有数据流和控制流信息的表现形式,再进一步规范化处理,消除表达方式的多样性,根据匹配结果应用模糊评价与层次分析法,通过映射将系统算出的操作评估分值转换为专家评判。该方法被应用于二管轮、三管轮电站并车操作评估和大管轮的电站自动化评估中。结果表明:它可以根据考生的操作过程结果和控制过程理解的正确程度进行自动评分,具有较高的准确性、稳定性和实用性。     

船舶电站柴油发电机组H∞综合控制器的研究

船舶电力系统的稳定性主要取决于船舶电站柴油发电机组转速和电压的响应特性.转速和电压相互作用,对两者进行综合控制非常必要.本文将H∞控制理论应用于柴油发电机组综合控制系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H∞控制问题.计算机仿真实验结果表明,本文设计的H∞综合控制器,能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效地提高系统的动态精度和抑制扰动的能力,解决了转速和电压的综合控制问题,改善了船舶电力系统的稳定性.     

船舶电站同步发电机组综合控制算法

简要地介绍了并联运行的同步发电机组之间有功功率、无功功率分配的调节原理,提出了基于微型计算机控制系统的船舶电站功率分配的数字PID(Proportion-Integral-Derivative)控制解决方案,通过优化数字PID控制算法二次调节发电机组,达到并联发电机组功率分配平衡的目的.经过试验、试验数据分析以及实际应用,证明该数字PID控制算法解决方案有效地实现了并联运行发电机组之间合理的功率分配,保证了船舶电站同步发电机组之间长期、稳定、经济的运行.     

船舶动力装置冷却水系统的可靠性分析

航运单位在船舶更新换代和业务扩大的时候,必须考虑到船舶动力装置和系统的最优化选择。在进行最优化选择时就要对船舶动力装置和系统的可靠度进行综合技术评估,并做出正确的判断和选择。通过对营运船舶的动力装置冷却水系统可靠性进行分析,并与其他冷却水系统进行比较,最后指出在选择船舶动力装置和系统时不要盲目地追求经济性而忽视可靠性。     

船舶电站监控系统的CAN通讯协议

针对船舶电站监控系统的工作特性以及发展要求,提出一种基于时分复用算法以及动态优先级提升算法的CAN通讯协议,并采用双冗余CAN网,提高了数据传输的实时性与可靠性,增加了系统的冗余能力,构建了整体架构,实现了系统的总体程序。     

船舶电力系统建模

分析研究船舶电力系统的安全性可以运用系统故障仿真手段，但必须对船舶电力系统精确的数学模型进行建模。从某大型集装箱船舶电力系统的工作原理出发，根据柴油发电机组的动态特性，研究了船舶电力系统模型的结构和原理，建立了船舶电力系统模型，该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程，对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。     

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。     

船舶动力装置展望

柴油机发展到今天,已被广泛地应用于船舶推进领域。进入新世纪,谁将主宰这个领域呢？该文就目前所使用的几种推进装置进行了分析,从中可看出柴油机尤其是二种程低速柴油机将继续扮演重要的角色,在台数和功率上仍占有领先地位。     

万维网3D技术在轮机操纵模拟器中的应用探析

虚拟现实技术的一个重要应用就是工程训练,Web 3D技术是在互联网上实现的虚拟现实技术。将虚拟现实技术和万维网3D技术应用于轮机模拟器中,采用非沉浸式虚拟现实技术研制纯软件三维场景模拟器,具有较好的真实感,还可以节约投资和占地,降低培训成本,实现远程培训等优点,其性价比大大高于目前广泛使用的实物模拟器。论述了虚拟现实技术和仿真技术在新型轮机操纵模拟器的一般组成和性能特点,并分析其崭新的发展前景。     

基于灰色马尔科夫过程的船舶推进轴系可靠性分析

为了对船舶推进轴系进行可靠性评估,提出了基于灰色马尔科夫过程的船舶推进轴系可靠性评估模型。该方法将船舶推进轴系分为若干个子系统,根据各个子系统在不同状态下的统计数据,将马尔科夫过程与灰色系统理论相结合,建立了船舶推进轴系可靠性评估模型。通过对实际船舶推进轴系可靠性指标的计算和对比,验证了该模型的正确性,从而为制定船舶推进轴系的维修策略提供了理论支持。     

高可靠性的船用多重冗余锂电池管理系统研发

以现有新能源为主、锂电池组为储能装置的船舶电力系统的锂电池管理系统为研究对象,针对其可靠性不高和不具备冗余特性而不适合船舶应用场合的问题,提出一种由双机主从与三线路传输共同构成的多重冗余方案,并根据马尔科夫过程理论对所设计的系统进行可靠性分析。试验结果表明,采用多重冗余方案的锂电池管理系统,除正常工作时能实时监视电池组状态信息外,故障时仍能选择不同冗余方式确保系统可靠工作,从而验证了所提出的具有高可靠特性的多重冗余方案的正确性与可行性。这种具有多重冗余高可靠性特性的锂电池管理系统,在新能源船舶中具有良好的应用前景。     

轮机模拟器辅锅炉仿真系统的设计与实现

应用计算机仿真技术模拟船舶辅锅炉的操作功能，采用仿真支撑系统及VC＋＋6．0分别实现了仿真模型和操作界面，通过网络实现了仿真模型和操作界面的结合，得到人机交互界面友善的轮机模拟器辅锅炉仿真系统。