船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台的设计与实现

针对船用汽轮给水泵转速控制系统中自能源进汽调节阀改为电动进汽调节阀的改进方案,设计并实现了一种船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台,建立了船用蒸汽发生器给水控制系统数学模型,包括蒸汽发生器数学模型、汽轮给水泵数学模型、给水管道及给水调节阀数学模型,设计了蒸汽发生器水位控制器以及汽轮给水泵转速控制器,通过与模拟机仿真结果比较验证了仿真试验平台的有效性.     

基于大-小给水调节阀切换的直流蒸汽发生器过热度控制

为了满足舰船机动性和直流蒸汽发生器结构特点对给水调节精度的高要求,船用动力装置采用了大-小给水调节阀并联配置的方式。基于大-小给水调节阀的配置和蒸汽过热度模型,本文给出蒸汽过热度的控制系统架构,提出了分程切换控制、开度分解切换控制2种策略。最后采用工程算例对本文提出的控制方法进行了有效性验证,仿真结果表明分程控制方法满足船用动力装置要求。     

船用蒸汽发生器给水系统的容错控制

为提高二回路控制系统的可靠性,以蒸汽发生器给水系统为对象,设计基于BP神经网络的水位容错控制系统。利用Matlab/Simulink仿真平台,建立容错控制仿真模型,并与蒸汽发生器的集总参数仿真模型联合,分别对水位传感器恒偏差、恒增益和卡死故障进行仿真测试。仿真结果表明,容错控制系统的故障诊断模块能够准确、迅速地诊断出传感器故障并启动容错控制模块进行容错控制,使得蒸汽发生器的水位能够稳定在设定值附近,系统运行稳定。基于BP神经网络的容错控制系统对于修正蒸汽发生器水位传感器的故障有效,可用于蒸汽发生器给水控制系统的设计,提高系统的可靠性。     

BP神经网络在直流蒸汽发生器建模中的应用

针对直流蒸汽发生器数学模型建模难的问题,利用BP神经网络的全局逼近特性,对直流蒸汽发生器非线性特性进行了辨识与建模.该模型应用于核动力系统的仿真,能够快速得到直流蒸汽发生器相关参数数值.仿真结果表明,模型精度高,实用性强.该模型为直流蒸汽发生器给水控制系统的设计及仿真研究提供了有力的支持.     

船用蒸汽冷却器建模与仿真

船用蒸汽冷却器是直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备.在启停与低功率运行工况下能保证蒸汽动力装置的安全.针对船用蒸汽冷却器控制系统的建模应用,介绍了1种简化的蒸汽冷却器数学模型,为蒸汽冷却器控制系统的设计提供了仿真验证对象.采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.对数学模型进行仿真试验和理论分析,...     

负荷扰动下直流蒸汽发生器蒸汽压力控制仿真

对采用直流蒸汽发生器的船用核动力装置,为保证快速大幅度负荷变动时的装置运行安全,采用了一、二回路功率协调控制系统。但由于直流蒸汽发生器物理过程的复杂性和一、二回路功率协调控制系统的不完善,在一般负荷扰动时,仍会出现主蒸汽系统压力较大幅度的波动,影响汽动设备的稳定运行。因此,运行上仍需进一步对主蒸汽系统的压力波动范围进行限制。本文以采用直流蒸汽发生器的核动力商船动力装置为研究对象,研究利用装置的启停蒸汽冷却器参与主蒸汽压力运行控制,并建立运行仿真模型进行仿真试验研究。结果表明,启停蒸汽冷却器参与装置运行后能有效调节主蒸汽压力,降低其压力波动峰值。     

蒸汽发生器水位模糊控制半实物仿真试验系统

介绍了蒸汽发生器水位模糊控制原理，着晕讨论了汽发生器水位FUZZY-I控制半实物仿真试验系统的硬件设计和软件设计。该仿真试验系统以基于DSP的模糊控制器为核心，控制程序采用C语言、汇编语言和FuzzyTech开发软件进行编制，通过DSP仿真平台，实现在线仿真和调试。     

船用凝汽器的数学模型与动态仿真张永生

为满足船用小型凝汽器快速实时仿真的需要,根据凝汽器的工作原理和基本的质量、能量守恒方程进行了合理假设,建立了船用小型凝汽器的动态数学模型,借助Matlab/Simulink仿真平台对其进行了动态特性仿真.结果表明,凝汽器各个参数的变化趋势与理论变化趋势一致,可以满足凝汽器动态特性实时仿真的要求.该数学模型可与蒸汽发生器模型、汽轮机模型等一起构成船舶热力系统仿真平台.     

基于给水泵内特性的给水管路系统建模方法研究

针对给水控制系统的建模应用,介绍了一种基于给水泵内特性的给水管路系统建模方法.传统的基于给水泵特性曲线的建模方法只能模拟静态特性,而基于给水泵内特性的建模方法能够同时模拟给水管路系统的静态和动态特性,为给水控制系统的设计提供了仿真验证对象.根据动量矩定理以及翼栅分析理论建立了基于给水泵内特性的给水管路系统数学模型,采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.通过对给水管路系统典型工况的仿真试验对该数学模型以及建模方法进行了验证.仿真试验结果表明,该建模方法能够正确模拟给水管路系统的静态与动态特性,具有一定的应用价值.     

考虑PLC技术的船用蒸汽发生器给水水位监控方法

船用蒸汽发生器给水水位受外部环境、室内压差以及水流动态变化等多种因素影响,导致监控难度较大,为此提出一种考虑PLC技术的给水水位监控方法。根据给水的线性和能量守恒变化规则,计算给水、压力差变化前后水体流入和流出的瞬态变化参数,通过参照变量约束监控精准度。利用PLC技术的数据时序表达能力,采集蒸汽发生器现场数据并结合环境情况,将水位的监控问题看作是给水箱内外压差变化计算问题,求解内外压变化对给水位变动的影响,得到最终判定数值,完成有效监控。实验数据表明,本文方法监控精准度较高,在不同的给水情况下能完成有效监控,与实际情况表达一致,算法鲁棒性和实用价值较高。     

Modeling a high output marine steam generator feedwater control system which uses parallel turbine-driven feed pumps

Parallel turbine-driven feedwater pumps are needed when ships travel at high speed. In order to study marine steam generator feedwater control systems which use parallel turbine-driven feed pumps, a mathematical model of marine steam generator feedwater control system was developed which includes mathematical models of two steam generators and parallel turbine-driven feed pumps as well as mathematical models of feedwater pipes and feed regulating valves. The operating condition points of the parallel ttu-bine-driven feed pumps were calculated by the Chebyshev curve fit method. A water level controller for the steam generator and a rotary speed controller for the turbine-driven feed pumps were also included in the model. The accuracy of the mathematical models and their controllers was verified by comparing their results with those from a simulator.     

基于PID的船用汽轮机功频控制系统

根据船用汽轮机的热力学原理与汽轮机功率模型,设计一种基于常规PID的船用汽轮机功频控制系统,并运用Matlab/Simulink仿真模块对其进行仿真计算。结果表明,当二回路负荷发生变化时,该控制系统可通过调节汽轮机的进汽量,使汽轮机的功率能够快速跟踪发电机功率的变化,并维持汽轮机的转速(频率)不变。     

蒸汽排放系统蒸汽冷凝器动态特性仿真研究

  目的  基于船舶核动力装置蒸汽旁排系统的运行需求,开展旁排工况的动态特性分析及影响因素研究。  方法  根据蒸汽旁排系统的功能特点,建立蒸汽发生器、蒸汽系统、蒸汽旁路系统与主汽轮机匹配运行时的数学物理模型,分析汽轮机主汽阀速关、汽轮机甩负荷等极端工况下的动态运行特性和一、二回路的耦合匹配特性,验证仿真模型的精度和通用性。  结果  仿真结果表明：在旁排工况运行时,应根据船用反应堆的功率自调能力来选择合适的旁排阀、主汽阀及其匹配动作时间,并综合考虑蒸汽母管超压和汽轮机组超速等安全问题,同时应满足船舶其他设备的用汽需求。  结论  研究成果可为船舶核动力装置旁排工况的安全控制及旁排系统的优化设计提供参考。     

舰船设计方案评估指标体系研究

  目的  蒸汽动力系统的快速变负荷能力是决定船舶机动性能的关键技术指标,对船舶航行的安全性和稳定性而言具有重要意义。  方法  建立包含增压锅炉、汽轮机组、给水泵等设备的蒸汽动力全系统仿真模型,基于实验数据验证仿真模型的动态精度,并针对快速升负荷和降负荷工况下的蒸汽动力系统动态性能进行仿真计算。  结果  计算结果表明：涡轮增压机组与锅炉的匹配速率较慢,制约了动力系统的快速升负荷能力;汽轮机组回汽保护的调节能力不足,限制了动力系统的快速降负荷能力。  结论  研究成果可为实船蒸汽动力系统设计优化提供理论支撑。     

Turbine speed control system based on a fuzzy-PID

The flexibility demand of marine nuclear power plant is very high, the multiple parameters of the marine nuclear power plant with the once-through steam generator are strongly coupled, and the normal PID control of the turbine speed can＇t meet the control demand. This paper introduces a turbine speed Fuzzy-PID controller to coordinately control the steam pressure and thus realize the demand for quick tracking and steady state control over the turbine speed by using the Fuzzy control＇s quick dynamic response and PID control＇s steady state performance. The simulation shows the improvement of the response time and steady state performance of the control system.     

蒸汽发生器水位控制系统的PLC与变频器实现

设计了一套基于PLC与变频器控制的蒸汽发生器水位控制系统,给出了实现该系统的PLC硬件组态和软件程序结构;系统中电动给水泵电机采用变频器实现变速,调节阀系由电机的正反转驱动;借助PLC的各个模块控制完成了上述诸功能。     

船用发电机数字励磁系统的精确建模研究

为提高船用发电机励磁系统的仿真精度,建立模型励磁控制参数与实际控制参数间的对应关系,以某船数字励磁系统实例,探讨了根据相关设备参数和控制装置的实际算法对船用发电机数字励磁系统进行精确建模的过程和可行性,最终使用Matlab/Simulink搭建了对应该船数字励磁系统的精确仿真模型,利用试验结果验证了模型的正确性.     

基于双PWM变换器的轴带发电系统控制策略研究

本文提出了一种由双PWM变换器构成的新型轴带发电系统控制策略,其整流侧将轴带发电机发出的电压、频率变化的交流电变换为直流电;逆变侧采用虚拟同步发电机控制策略,使逆变器具有与柴油发电机相似的输出下垂特性和电气、机械特性,保证该轴带发电系统能与常规的柴油发电机组长期稳定并联运行。在MATLAB/Simulink环境下搭建了该新型轴带发电系统的仿真模型,对其与柴油发电机组的并联运行进行了模拟,对模型中转动惯量对系统的影响进行了分析,验证了该控制策略的可行性。