船用中速柴油机电子调速系统硬件在环仿真试验平台研制

以某型船用中速柴油机电子调速系统为对象,研制船用中速柴油机电子调速系统硬件在环仿真试验平台,主要包括电子调速系统执行机构试验台的搭建,柴油机实时仿真模型的建立,电子调速系统控制策略快速控制原型的实现。。利用硬件在环仿真试验平台进行调速器执行机构动态特性分析、电子调速系统起动与调速等功能验证,试验结果表明硬件在环仿真试验为研究电子调速系统控制策略和测试执行机构特性提供了良好的试验研究条件。     

船舶用柴油机转速智能控制系统设计与实现

传统船舶柴油机转速控制系统在运行过程中,存在控制延迟过长的问题,对此设计船舶柴油机转速智能控制系统。对传统船舶柴油机速度控制模型进行简化,设计PID控制器,利用遗传算法实现控制器参数的在线整定,对执行器的外围信号处理电路进行抗干扰滤波设计,提高系统各单元集成效果,实现对船舶柴油机转速智能控制。实验数据表明与传统控制系统相比,使用设计的智能控制系统,柴油机加速控制延迟降低27%,减速控制延迟降低32%,说明该控制系统能有效降低柴油机转速延迟。     

SCR反应器对船用柴油机性能影响仿真分析

以某船用中速柴油机为仿真对象,利用AVL_Boost软件建立带有SCR反应器的整机模型,分析SCR反应器对柴油机性能影响。结果表明,在E3和D2工况下,SCR反应器所产生的压降随转速和负荷率的增大,呈线性化增大。加入SCR反应器对柴油机的经济性和动力性均有所降低,除E3额定况点外,其余工况点降低幅度均小于5%。通过对SCR反应器的仿真分析,可对该型柴油机SCR反应器的选型设计有一定指导意义。     

船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统

为了满足不同负载工况时,船用齿轮式液压舵机的舵角跟踪水平,设计船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统。利用数据采集模块的电流传感器、转速传感器和位置传感器,采集船用齿轮式液压舵机的电流、转速和位置数据。系统的控制模块选取TMS320F28377芯片作为控制芯片,利用舵机数据采集结果,采用三闭环控制结构,运行模糊PID自适应控制算法输出舵机参数控制量。设置舵机参数控制量作为驱动模块的输入,驱动模块利用驱动电路驱动传动机构;设置传动机构作为驱动摇臂的执行部件,实现液压舵机的控制。系统测试结果表明,所设计系统可以依据负载变化,控制船用齿轮式液压舵机舵角,精准跟踪负载正弦信号。     

船用柴油机双燃料系统设计及其特性

介绍一种新的船用柴油天然气双燃料系统,并为系统设计性能可靠、控气精准的组合喷射阀。为提高系统适应性,设计一型控制系统,通过T-S模糊控制算法处理油耗和转速信息得到系统的天然气喷入量。该系统不安装限油装置,最大限度地利用原柴油机的控制系统,通过发动机自身调节机构对引燃柴油量进行调节,且其安装简单方便。在台架试验中,双燃料发动机的替代率随着转速的升高逐渐增大,在额定转速(负荷)点工作时,替代率达到73%,费用节省率达到31%,运行可靠稳定。     

基于BOOST船用柴油机热工故障仿真研究

利用BOOST仿真软件,建立电控化改造后的4190型柴油机工作过程数学模型。该模型的燃烧放热模块采用MCC燃烧模型,传热模块选用Woschni 1978模型,并用该电控柴油机试验数据验证模型的可靠性。结果表明,仿真计算与实验值误差均在2%以内。在此基础上,结合中速电控柴油机的特点,对柴油机在额定工况下喷油定时故障、喷油器喷孔磨损、单缸停油、中冷器效率下降、压气机效率下降及排气阀关闭定时故障进行仿真计算,探索电控柴油机性能指标与热工参数对不同故障的变化规律,从而为船用中速电控柴油机故障监测、诊断提供可行的依据。     

EGS2200电子调速系统建模与仿真研究

EGS2200电子调速系统是Lyngso Marine公司研制的电子调速系统，该系统具备了控制稳定、性能优越、安全可靠等特点，已经和DGS8800电子调速器系统一样被广泛地装配在大型商船的主机系统中。本文对EGS2200电子调速系统进行建模并分别对柴油机转速、扫气压力、柴油机的功率、柴油机的油门等参数利用VC++进行实时仿真和界面设计，利用仿真数据对模型进行修改和完善，最后开发出一套符合船员智能训练和考试的系统。     

船用柴油机扫气系统辅助鼓风机的选择

讨论了船用柴油机扫气系统中辅助鼓风机的选择。指出在低负荷时,由于压气机工作在非额定工况下,其压力不能满足扫气系统的要求,必须配备辅助鼓风机。目前有些系统配备的辅助鼓风机,在5%~10%负荷时存在压力不足的情况,建议选用比转速更小的鼓风机。     

船用柴油机气缸油消耗率均衡控制技术

为避免柴油机气缸油量过高或过低,造成活塞、缸套无法磨合或机件污染情况,研究船用柴油机气缸油消耗率均衡控制技术,利用电控气缸注油器均衡控制柴油机气缸油消耗率,电控气缸注油器将回流电控阀安装于柴油机气缸机械注油器出口以及气缸注油枪中,其中回流电控阀由回流阀偶件、阀体、电磁铁以及复位弹簧组成,依据柴油机的气缸磨合状态以及柴油主机运行工况,采用电控气缸注油器优化传统机械气缸注油器,实现柴油机气缸油消耗率的均衡控制。实例分析结果表明,该方法可在船用柴油机不同工况下均衡控制气缸油消耗率,节油率高于30%。     

掺水乳化油对船用柴油机性能影响优化分析

为探索掺水乳化油对船用柴油机动力性、经济性和排放性能影响,采用AVL-fire软件对TBD234V6型柴油机进行仿真建模,选取柴油机推进特性额定工况运行时,对不同乳化油掺水比进行三维数值模拟研究。结果表明,随着掺水比的增加,相比原机,其缸内爆压逐渐降低,燃烧放热率峰值明显滞后,折合油耗率呈先下降后上升的趋势,NO_X排放量显著降低,Soot排放量上升。通过灰色决策理论结合主客观赋权法确定10%为最优掺水比,此时缸内爆压下降6.9%,折合消耗率下降6.5%,NO_X排放降低36.1%,Soot排放上升110.6%。研究结果可为船用柴油机掺水乳化油燃烧提供一定参考依据。     

基于数字信号处理器的船用异步电机矢量控制方法

为提升船用异步电机的控制性能,提出基于数字信号处理器的船用异步电机矢量控制方法。选取TMS320F28335型单片机,作为船用异步电机矢量控制的数字信号处理器,处理矢量控制的全部数字与算法。设定转速指令值与相应转子磁链值作为矢量控制输入值,依据转速估算值与转速指令值的差值,获取下一指令周期的电磁转矩输入值,电磁转矩输入值与电磁转矩反馈值之差设置为转矩调节器的输入值,获取电压矢量的转矩分量指令值。利用数字信号处理器运行PI控制算法完成转速估计、转矩调节以及磁链调节,实现船用异步电机磁通电流、转速以及转矩的闭环控制。实验结果表明,该方法利用数字信号处理器实现船用异步电机定子电流、转矩与转速的高效控制,船用异步电机在添加负载时,定子电流可在0.5 s内恢复稳定。     

船用柴油发电机组及其调速系统的动、静态仿真

根据船用柴油机及其调遣系统运行特性，设计了一套数字—物理混合仿真装置，该装置能较好地模拟船用柴油机及其调速系统动、静态特性，为船舶电站的设计、研制和运行提供了有效的试验手段。     

船舶柴油机调速系统模糊控制技术

常规船舶以柴油机作为主要动力来源,柴油机一般采用直流调速电机系统实现转速控制,主要是带电流截止负反馈的转速电流单闭环控制以及转速电流双闭环控制。其中转速电流双闭环控制具有很好的动态调节性能和负载抗干扰能力,同时可实现电机起动电流的限幅保护。对船用柴油发电机组进行调节时,在系统的控制电路中添加前馈模糊传感器,不仅可以对发动机的油门进行调节抑制,还可以实现保持频率的目的。本文从船舶柴油机的调速系统入手,对船舶柴油机模糊控制的相关技术进行研究。     

船用柴油机燃油系统的优化

本文主要介绍了船用柴油机在额定工况条件下的喷射系统优化计算方法及其优化数字模型,并对PA6-280柴油机在额定工况条件下的喷射系统进行了优化计算和分析,获得了良好的效果。     

应用改进NLMS算法的船用变频器调速PLC控制方法

考虑到传统变频器调速控制方法无法满足船舶使用要求,为了确保船用变频器调速控制的稳定性,提出应用改进NLMS算法的船用变频器调速PLC控制方法。利用改进NLMS算法采集了变频器运行过程中的转速调节信号,通过定义控制频率函数,计算出船用变频器调速PLC自动控制的频率,通过对船用变频器进行荷载能力增量处理,完成船用变频器调速PLC控制的优化,应用改进的NLMS算法,并结合触发角组合方式,设计了船用变频器调速PLC控制流程,实现了船用变频器调速PLC控制。实验结果表明,改进NLMS算法的船用变频器调速PLC控制方法不仅可以稳定控制变频器电流,还可以保证转速控制的稳定性。     

船用天然气发动机空燃比和转速协调控制

对船用天然气发动机空燃比和转速协调控制进行了研究,根据船用天然气发动机的控制需求设计了相应的软件和硬件,并在控制策略中引入了扭矩量,提出了三闭环双前馈的控制架构。基于玉柴6K型天然气发动机进行了配机试验,在固定负载突变转速的工况下,发动机能在3 s内能达到目标转速并趋于稳定,最大超调量在4%以内,稳态时转速波动率在0.8%左右。在固定转速突加突卸负荷时,转速能在8s内趋于稳定,瞬态调速率为在6%以内,稳态时的转速波动率在0.9%左右,验证了所提出控制策略的可行性。     

船用柴油机电控系统关键技术

针对船用柴油机电控系统对柴油机的调速问题,根据国内外非线性自调整算法的研究以及船用柴油机调速器的设计原理,在传统PID控制的基础上,本文提出非参数模型的自调整控制策略。通过对D6135型船用柴油机特点和性能分析,对其进行仿真建模,最后在Matlab软件中对柴油机调速控制系统进行仿真,对电控系统的关键技术进行研究。根据仿真结果可以看出本文提出的自整定控制策略具有可行性,为船用柴油机电控系统提供一个有效的控制算法。     

船用柴油机在不同测试循环下的排放对比分析

本文介绍了我国船用柴油机排放标准现状及发展趋势,通过对三台由车用柴油机改造而来的船用柴油机分别进行了船机E3、D2工况与13工况排放试验,对比分析了两种测试循环排放测试结果的差异。通过排放的工况分担率分析,找出了不同测试循环控制柴油机排放的重点工况。     

LNG/柴油双燃料柴油机控制软件模块化设计

针对船用LNG/柴油双燃料发动机,采用模块化设计理念,开发一套双燃料柴油机的控制软件。根据双燃料柴油机工作特性,在Matlab/Simulink环境下搭建控制算法,完成信号输入模块、转速计算模块和控制系统模块设计,其中控制系统模块核心包括发动机状态判断模块、自学习模块、稳态判断模块,通过软件滤波和自学习算法保证发动机控制的稳定性。台架试验结果表明:控制软件运行正常,发动机稳定运行,发动机经济性和排放性显著提高,在发动机转速为1 200 r/min时,NO_x排放最大降低63.5%,烟度降低70.0%,但CO和HC排放升高。此外,研究还表明,应用Matlab/Simulink模块化的电控软件开发方法具有开发周期缩短、开发成本降低及软件维护方便的优点。     

某船用柴油机冒黑烟故障分析

为解决某船用柴油机冒黑烟故障，减少柴油机对海洋空气的污染，文章通过采集柴油机在典型运行工况下的进气压力、排气温度、发动机转速等数据并进行分析，同时对喷油器进行拆检，对柴油机的进排气系统和燃油系统的安装进行检查，并对燃油油品进行分析。结果表明，该柴油机冒黑烟主要是由于燃油油品差、燃油滤芯更换不及时，造成喷油器针阀卡滞，喷油器雾化不良。