全自动船舶综合电力系统中电磁暂态特性研究与仿真

为了提高全自动船舶综合电力系统的稳定性,全自动船舶综合电力系统可实现能量的高效综合利用。本文对电磁暂态物理模型和数学模型进行理论分析,并简述了Power System Blockset原理,应用Simulink对全自动船舶综合电力系统中的电磁暂态进行仿真分析。不同线路和不同步长下的电压波形图符合实际。结果表明了相关模型建立的精确性,和电磁暂态模拟软件的可靠性和适用性,能更好地模拟全自动船舶综合电力系统。     

船舶大容量负载对电力系统的影响

本文以后两台柴油发电机组并联的电力系统为例建立了船舶电站并联系统的机电暂态过程数学模型，应用求解发电机转子运动方程为核心的暂态稳定性分析方法，研究了并联系统在切除、投入大容量负载后的动态特性，结合一个算例进行了数字仿真，并从仿真结果可知调节原动机调速器和发电机励磁调节器的参数可以改善系统的稳定性。     

暂态稳定性模型在船舶动力系统分析及仿真中的应用

在现代船舶动力系统中,电力推动作为一项广泛应用的动力技术正受到越来越多的关注。船舶电力推动系统网络结构复杂,包含了多重的低压和高压模块,因此有必要对其暂态稳定性进行深入研究。本文首先对船舶动力系统构成进行研究,分析动力系统的各项组成要素,建立发电机系统和传动机构的数学模型,并利用Matlab软件对电力系统的暂态稳定模型进行仿真分析。通过测试不同负载下船舶动力系统的稳定性,判断出系统暂态稳定的充分条件,从而为建立安全、可靠的电力系统提供科学依据。     

电力系统选择性保护仿真研究

针对船舶电力系统的特性,建立了电力系统选择性保护的断路器和熔断器数学模型,利用电磁暂态仿真软件搭建了全系统仿真模型。仿真分析了典型故障下各种瞬动保护设置方案的保护结果,得出了最优的瞬动保护设置方案。     

船舶电站负荷扰动下动态建模与仿真

船舶电站受到大扰动后,系统的结构或参数将发生较大的变化。本文设计并建立了电站柴油机系统、负载静态和动态计算、发电机及励磁调节系统的数学模型;依据有限容积法模型建立了电站柴油机仿真的实时算法,从恒定阻抗法、电动机机电暂态过程动态特性、负荷的静态特性三方面对船舶电站负荷进行归类计算,提高了负荷的动态和静态仿真性能;励磁系统采用三阶模型进行建模。通过matlab/SIMULINK进行了系统的稳态和暂态仿真建模,并用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了仿真模型的算法和人机对话界面系统。     

APF暂态性能对船舶电网的影响分析及改善措施

在建立船舶电网配电网络简化模型基础上,通过对配电网节点导纳矩阵的分析,得到配电网的电压及电流转移矩阵,从理论方面分析了有源电力滤波器暂态性能对船舶电网的影响。同时,文章还探讨了一种改善有源电力滤波器暂态性能的方法:通过切换交流侧电抗来加快有源电力滤波器的暂态响应速度,从而减小有源电力滤波器在暂态过程中对船舶配电网络的影响。最后,通过仿真结果证明了理论分析和改善措施的正确性。     

船舶电力调速系统暂态稳定性分析

暂态稳定性分析是船舶电力调速系统研究中的一个重要方向,为了使船舶电力调速系统的工作更加稳定和可靠,本文设计了基于神经网络的船舶电力调速系统暂态稳定性分析方法。首先对当前船舶电力调速系统暂态稳定性研究现状进行分析,并建立了船舶电力调速系统暂态稳定性分析的相关数学模型,然后采用神经网络对船舶电力调速系统暂态稳定性分析的数学模型进行求解,最后进行了船舶电力调速系统暂态稳定性的分析和测试,测试结果表明,本文方法可以描述船舶电力调速系统暂态稳定性的变化特点,获得了较高的船舶电力调速系统暂态稳定性分析精度,而且性能要优于其他船舶电力调速系统暂态稳定性分析方法,具有更加广泛的应用前景。     

基于小波理论的频带自适应故障选线法及其在船舶电网中的应用

针对船舶电网小电流故障接地时的选线难题,结合船舶电网中性点的接地方式以及拓扑结构特征,对故障接地的暂态过程进行深入分析,之后提出一种基于小波理论的暂态分量故障选线方法,检测零序电压信号的奇异性及突变点的时间信息,提取故障发生时刻前后各一周期的故障信号作为启动选线程序的引导条件,多尺度小波分解故障信号并自适应选择故障暂态特征信息最明显的频带分量进行小波重构,依照定义的能量因子计算各线路的暂态能量实现故障选线。最后通过仿真计算验证了该方法具有较强的抗干扰能力,选线准确可靠。     

基于数据挖掘的船舶电力推进系统暂态特性研究

相对于传统船舶动力推进方式,船舶动力推进系统具有能耗小、性能好的优点,暂态特性直接影响船舶动力推进系统的工作性能,当前方法无法有效地分析船舶电力推进系统暂态特性,为此设计了基于数据挖掘的船舶电力推进系统暂态特性研究方法。首先对船舶电力推进系统暂态特性变化特点进行分析,建立船舶电力推进系统暂态特性的数学模型,然后通过数据挖掘方法对船舶电力推进系统暂态特性进行研究,分析扰动因素对船舶电力推进系统暂态特性的影响,最后通过仿真实验测试研究方法的有效性。结果表明,本文方法可以高精度船舶电力推进系统暂态特性,提高了船舶电力推进系统的可靠性和工作稳定性。     

大扰动下的船舶电站暂态仿真分析

针对目前在船舶电站暂态稳定分析中普遍采用的仿真工具MATLAB/Simulink算法受限且仿真时间过长的不足,应用时域仿真法建立船舶电站的数学模型,再用基于隐式梯形积分法的C#.NET程序对其求解。通过对仿真结果的分析验证了仿真方法的有效性。     

深海工程船锚泊仿真系统

为实现工程船定位和控位快速模拟仿真,以45000载重吨海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作的不同工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对该船的深海锚泊动态响应进行仿真分析。对仿真结果进行回归分析处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度和环境载荷(风、浪、流)之间的数学响应模型。对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

基于SIMIO的航道通过能力仿真研究

以某沿海港口为例,采用新一代面向对象的建模软件SIMIO构建了航行作业系统模型,计算了其航道通过能力,分析了港口运营状态,验证了仿真模型的可靠性,并分析了两种装卸效率下,不同船流密度对通过航道货运量、 AWT/AST和AWT的影响。研究结果表明,航道货运量随船流密度的增加而增大,且存在一个极限值,高效率的装卸设备只有在船流密度较大时才能发挥作用。为真实、客观地分析和预报港口航道通过能力提供一种新工具。     

深水铺管起重船驾驶模拟系统设计与实现

基于实时仿真软件Vega Prime和仪表仿真软件GL Studio开发深水铺管起重船驾驶模拟系统,通过分析深水铺管起重船驾驶特点,对驾驶模拟系统进行了总体及分系统功能设计,建立了风浪中船舶运动数学模型,逼真模拟深水铺管起重船驾控设备仪表和航行环境,实现了船舶驾驶模拟训练功能,达到了深水铺管起重船驾驶人员的桌面级驾驶培训要求。     

RKS10F船舶制冷压缩机仿真

基于MATLAB的Simulink集成建模与仿真环境，针对5440TEU的集装箱船的船舶冷库系统建立了压缩机数学模型、仿真模型及控制模型。用MATLAB语言编制了系统仿真软件程序。以RKS10F制冷压缩机为例，对船舶制冷系统进行了仿真研究和实际运行，仿真结果基本符合实际系统运行状态。     

基于EXTEND舰艇装备保障仿真研究

舰艇装备保障是典型的离散动态系统,对某型舰艇航行前及航行间的装备保障活动建立EXTEND仿真模型,分析并优化了装备参数设置,可以有效模拟出其保障流程。通过分析结果,讨论了确定不同保障方案的可行性。     

一种三体船快速性的研究方法

选用一种三体船船模,通过理论分析、船模试验及数值模拟,对其快速性进行研究.在快速性试验的基础上,用VB编写的基于混沌算法的系统辨识程序对实验数据进行处理,即通过系统辨识确定快速性数学模型的相关系数,再根据这些系数和部分实验数据预报其他的量,经与实验所得数据对比分析,得到该船型的快速性的有关信息.     

船舶低速柴油机推进轴系扭转振动研究

本文采用集总参数法建立10000DWT油船低速柴油机推进轴系扭转振动模型,将模型分为直链式扭转振动模型和带分支式扭转振动模型,建立单质量点的扭转振动数学方程和Simulink仿真模型,从而提出采用系统矩阵法和Simulink软件仿真方法分别对该轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究;同时通过对实船轴系进行扭转振动测试,验证了该船舶推进轴系扭转振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

New generic mathematical model to predict hydrodynamic interaction effects for overtaking maneuvers in simulators

To improve the formulation of ship–ship interaction forces and moments in a mathematical model of a ship maneuvring simulator, we developed a new generic mathematical model for the overtaking maneuver. This process involves using the numerical results, which provide a potentially complete set of data from which (within the constraints of the numerical modelling) everything necessary can be acquired. We found that the new generic mathematical model is as accurate as the numerical model. It is also more accessible to a navigator, master, or pilot, who could use it on a palmtop computer by keying in a few numberical estimates of the size, position, and speed of the neighboring ship and receive almost instant aneous results, giving time for a refined strategy to be validated if necessary. These results can also readily be used by simulation program developers to simulate the worst possible scenarios.     

基于笼型异步电机的螺旋桨负载模拟研究

将笼型异步电机作为螺旋桨负载的模拟电机,通过建立旋转坐标系下的笼型异步电动机数学模型实现了电流在磁场方向和转矩方向的解耦,采用转矩矢量控制策略实现了机械负载模拟电机的转矩闭环控制。在MATLAB/Simulink仿真环境下构建了基于转矩矢量控制的机械负载模拟控制系统的仿真模型,并结合综合考虑船桨相互影响的螺旋桨负载模型进行了某船舶的螺旋桨起动和反转过程仿真研究。正确的模拟了船舶螺旋桨负载的反转特性,并确定所设计系统可以实现了机械负载转矩的四象限模拟,能够应用于螺旋桨等具有可逆性质的机械负载模拟的场合。     

水下非接触爆炸作用下潜艇生存概率研究方法分析

建立了一种在进行潜艇生存能力评估过程中,潜艇设备所受冲击加速度的计算方法。将艇体看成初级质量,先求出艇体各处的响应,并把设备看作次级质量,以艇体相应部位的冲击响应输入,然后对设备的冲击响应进行求解,最终给出计算设备损伤概率的计算机仿真流程图。此方法已成功运用于船模实验。