我国绿色船舶动力系统集成技术创新及应用研究

绿色船舶是利用先进环保技术制造船舶,直至报废回收,均实现节能减排、资源再利用、降低环境污染目标。而动力系统是船舶动力装置,也是制造船舶关键部分,对技术创新、应用要求更高。基于此,文章以船舶动力系统发展现状为切入点,简要分析直流组网技术、储能技术及轴带电机技术等绿色技术,以此为基础,提出绿色船舶动力系统集成技术创新及应用情况,从而为相关研究者提供参考。     

船用LNG动力包推广应用可行性探讨

近年来,受环保趋势及政府相关政策的鼓励和扶持,内河LNG燃料动力船舶被越来越多的船东及航运企业所关注。但由于LNG燃料动力系统技术先进,设计、审验和应用经验不足,加之各设备厂家独立生产供货,导致在建造或改造内河LNG燃料动力船舶过程中出现各种各类的问题,严重制约了水运行业应用LNG技术的推广。船用LNG动力包,应用集成技术,将构成动力系统的各模块集成为一个有机的"动力包",为内河船舶动力系统整体更新改造提供有效的技术方案。     

基于Labview与PLC设计的船舶动力监控系统

自动化技术在船舶工业上广泛应用,自动化设备逐渐取代了传统的机械式船舶设备。可编程控制器PLC和Labview程序设计作为2种新兴的控制语言,具有可靠性高、功能完善和集成程度高等优点,在船舶动力监控系统中被广泛应用。船舶的动力系统具有轴系复杂、分布较分散等特点,为了更好地解决动力系统的实时监控问题,提高船舶动力监控系统的时效性和可靠性,本文提出基于PLC和Labview程序的自动化监控系统,并分析该动力监控系统软件程序设计和硬件工作原理。     

基于新能源的船舶动力系统分布式控制策略

随着海上经济向着可持续化方向发展,柴油动力船舶的环境污染问题引起社会各界关注。柴油动力船舶会发生燃油泄漏等事故,不利于海上环境的可持续发展。近年来,风能、太阳能等新能源为动力的船舶动力系统获得了社会各界的重视。相对于传统的柴油动力系统,基于新能源的船舶动力系统具有环保、可持续的特点,但也存在能量分散、密度低,且易受气象条件影响。本文针对新能源在船舶动力系统的应用问题,研究了一种复合式船舶动力推进系统,并对该动力系统的分布式控制策略进行详细研究。     

动力系统集成方案设计研究

根据某外贸船主推进动力系统任务书和船东要求,基于该船的设计参数,运用Ship Power、Nav Cad软件进行船舶阻力计算并进行比较,以获得船体有效功率曲线。再应用自主开发的动力模块设计平台软件,对该船的动力系统进行机桨匹配设计计算,获取主机推荐装机功率及螺旋桨最佳效率和最大航速等指标。通过设备选型,可最终确定动力系统设计方案。实践证明,该设计平台软件可方便的为船舶动力系统的集成设计提供参考和指导。     

某型海监船动力系统集成综述

随着我国造船业的发展,船舶动力系统的集成化设计和供货已逐渐为广大船东所接收。文章对某型海监船动力系统的集成设计情况进行了介绍,重点介绍了动力系统的配置情况,对动力系统集成设计的特点进行分析。并对动力系统集成工作的前景进行了展望。     

船舶混合动力系统的发展与应用

随着技术进步与环保需求,船舶的动力系统不断改进,混合动力系统以其良好的操纵性能、较高的燃油效率及某些场合零排放的工作特性而备受关注。文章从船舶混合动力系统的发展历程出发,逐步阐述混合动力船舶的工作特性、典型架构、运行模式及其优势所在。通过对该类船舶目前国内外应用状况及效果的描述与分析,提出在未来5到10年左右,基于储能系统的混合动力船舶数量将显著增长,且适用范围将扩展到新建造的商船中,成为未来船舶的发展方向之一。     

电动推进混合动力系统的交互分析与集成控制

近年来,交通运输工具的节能减排成为一项热门研究,船舶作为重要的物流运输工具,其节能减排设计相对落后。电力驱动以及混合动力驱动船舶相对于传统船舶,可以有效降低船舶航行过程的燃油消耗和尾气排放,本文重点研究了船舶电动推进混合动力系统的基本原理,针对混合动力系统的FACTS集成控制器进行研究,并结合FACTS集成控制器和DSP控制器等硬件,设计船舶混合动力控制系统,具有重要的实际应用价值     

基于遗传算法的船舶动力定位系统故障诊断研究

船舶动力系统结构复杂,动力系统各元器件之间存在松散耦合的关系,传统的基于集中式故障诊断方法已经越来越不适应现代船舶动力系统故障的定位诊断性能要求。基于遗传算法的诊断模型将动力系统描述为分布式架构,各固件通过遗传因子来传递故障现象与原因之间的联系。本文分析基于遗传算法的船舶动力定位系统故障诊断策略,使用故障向量及图论来描述系统的故障现象,给出基于软件的故障定位方法及验证结果。     

采用DSP的高速低成本船舶电力仿真系统

随着动力技术的发展,船舶动力推进系统逐渐代替了传统的燃气机动力系统,我国对船舶电力系统的研究也越来越深入。相比于传统推进器,电力推进器自动化程度更高,推进器中各模块之间的信号通信及数据分析是实现现代动力系统自动化的关键技术。DSP是一种信号实时处理专用芯片,具有价格便宜,布局简单的特点,多用于实时性较高的数据通信处理。本文分析船舶动力系统架构,设计基于TMS320F2812处理器的船舶动力仿真系统。     

抗随机干扰的船舶动力系统混合控制方法

在随机干扰下,船舶航行的动力稳定性控制系统是一个多变量的非线性系统,通过船舶动力系统混合控制优化设计,提高船舶航行动力输出的稳定性。提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力系统混合控制方法。构建船舶动力输出控制的约束参量模型,采用稳态误差修正方法进行船舶动力输出的误差反馈控制,结合模糊PI控制方法进行船舶动力输出的自适应调节,实现船舶动力双环自镇定反演控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶动力系统混合控制和输出稳定性调节,控制过程的稳定性较好,动力输出的鲁棒性较高,抗随机干扰性较强。     

内河LNG燃料动力船舶改造技术研究

在社会的不断发展中,为了满足目前"绿色环保低碳减排"的社会发展理念,需要采用LNG燃料来对船舶的动力系统进行改造,以此来实现内核运输中低碳绿色的发展要求。本文结合LNG燃料安全性、环保性和经济性的主要特点,针对目前我国双燃料动力船舶的实际改造特点,在对其实际问题进行分析的基础上,对内核LNG燃料动力传播改造技术进行研究。     

船舶动力系统设计及优化

船舶动力系统作为最复杂也是最重要的系统之一,受到广泛关注。由于整个动力系统涉及到机械、电子和通信控制等领域的技术,其设计和优化也变得非常棘手。本文通过深入分析船舶动力系统结构的基本原理,找出制约船舶动力系统的关键因素,从而提出一种基于神经网络的智能算法用来优化船舶动力系统。该模型能够对船舶动力系统的架构设计和配置需求作有效的预测,并从动力输出和控制能力2个方面对船舶的动力系统做了优化仿真。从仿真结果看,本优化配置方法具有一定的应用价值。     

绿色发展视角下邮轮动力系统演进的绩效提升研究

邮轮作为船舶工业"皇冠上的明珠",代表了船舶建造的最高水平。然而,作为邮轮"心脏"的动力系统一直是邮轮建造领域的技术难点。特别是在当今绿色发展的背景下,邮轮动力系统绩效的提升已成为趋势。为了更好的了解邮轮动力系统的特性及发展脉络,本文介绍了邮轮具有的特点及其对发动机的技术要求,梳理了邮轮从最初发展到现在的动力系统的演变历程,分析了邮轮在时代背景下动力系统的效率提升技术和绿色革新技术。最后设想了未来邮轮动力发展应用的趋势,并对我国提升邮轮动力系统技术能力,进而设计建造本土邮轮提出了些许建议。     

基于Simscape的船舶动力装置建模及设计平台开发

燃气轮机是船舶领域应用范围很广的一种动力装置,燃气轮机将燃料的内能转化为蒸汽动能,推动船舶主轴及螺旋桨运动,产生前进的动力,研究和优化船舶动力装置具有重要意义。Simscape是Matlab软件的子模块,在处理动力系统仿真等方面有很突出的优点。本文基于Simcape软件平台对船舶燃气轮机动力系统进行建模与仿真,提升燃气轮机的能量利用率,改善船舶动力系统的工作效率。     

船舶动力定位系统的非线性输出反馈控制研究

传统的船舶动力系统,主要依赖于人工控制,因此不可避免地存在人为失误,导致船舶动力控制失败,造成航行安全。而新型的船舶动力定位系统,主要依赖于电气化控制设备和自动化控制程序,并且系统的复杂度决定了必须采用先进的非线性控制算法,对动力系统进行优化。本文主要研究了船舶动力定位系统的非线性变量,并建立了基于全局的水面船舶轨迹预测算法,通过对控制器中的反馈环路进行优化,提高动力定位系统的稳定性及鲁棒性,同时结合云计算系统,将动力定位系统的数据采集后,进行大数据特性分析,从整体上提高了船舶的航行控制能力。     

船舶动力系统中的递归混沌网络

随着现代船舶体积及自身重量的增加其动力系统也随之增加,而现行的船舶动力系统由于存在低频振荡﹑谐振及混沌状态等特性,整个船舶动力系统呈现非线性特性。混沌网络是近年来比较热门的研究动力系统非线性的方向之一,在船舶动力系统中得到很大发展。本文在研究现有船舶动力系统及混沌网络原理的基础上,提出基于递归的混沌网络船舶动力系统模型,通过计算系统的Lyapunov指数来评价动力系统的动力学特性,最后给出仿真结果。     

基于以太网的舰船动力信息系统构建与应用

舰船动力系统是整个船舶的核心,其不仅提供船舶航行的动力,同时为船舶的各项功能和生活提供电力。随着舰船动力系统的快速发展,传统的基于现场总线的动力信息交换系统,已经逐渐无法满足实际需求。以太网作为一种成熟、高效的网络通信技术,则可以在一定程度上弥补现场总线的不足,满足日益提升的通信要求。本文对如何构建基于以太网的舰船动力信息系统进行了研究,分析了动力信息系统通信的具体需求,设计了一种新型的基于以太网技术的舰船动力信息系统,并在OPNET仿真平台上进行了验证,证明了本文提出方案的可行性。     

并行计算在船舶动力系统中的设计

在海上船舶航行中,其方位控制能力是整个船舶动力系统的关键,作用是利用自身的动力系统获得航行最大的前进动力。在航行过程中,由于船舶受到来自海浪、海风及海流不同方向的力矩作用力,其船舶动力系统中的方位控制器用来抵抗这些作用力。本文研究海浪、海风等力矩作用在航行船舶中的作用力数学模型,在此基础上,构造基于并行空间的船舶空位能力的计算规则,分析船舶在航行过程中的对抗力,并给出分析结果。     

纯电动船舶动力系统故障模式与影响分析

为提高纯电动船舶动力系统的可靠性,本文以纯电池动力船舶典型动力系统为对象,进行了动力系统故障模式与影响分析（FEMA）,分析了控制电源、控制系统、主回路电气故障发生时动力系统以及船舶的状态变化,厘清了不同故障类型、不同故障点对船舶动力系统的影响,对纯电池动力船舶的设计具有较强参考意义。