基于非线性-线性ESO切换策略的船舶柴油机转速控制

为更好地适应船舶柴油机转速和负载分布范围广泛的特点，针对船舶柴油机转速控制，在分析扩张状态观测器（ESO）特性的基础上，结合非线性ESO(NLESO)和线性ESO(LESO)的优点，通过切换策略构建基于NLESO和LESO的自抗扰控制器（ADRC）。该控制器考虑了实际柴油机转速控制中基于曲轴转角计算和控制的特点，其计算和控制由曲轴转角信号定角度触发，并对曲轴转角触发的ESO进行了稳定性分析。最终的发动机试验表明：相对于PID控制器、线性自抗扰控制器和非线性自抗扰控制器，基于切换ESO的自抗扰控制器对柴油机转速和负载变化具有更好的适应性和鲁棒性。     

船舶柴油机转速的线性自抗扰控制

船舶柴油机推进系统包含非线性、时变参数以及柴油机-推进轴系-螺旋桨之间的强耦合作用,难以建立精确的数学模型,且易受到螺旋桨负载扰动的影响,不利于船舶柴油机转速的实时准确控制。针对此问题,将线性自抗扰控制（Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC）技术应用于船舶柴油机的转速控制系统。首先,基于平均值建模方法建立了某大型低速二冲程船舶柴油机的模型,并分析了转速控制中的不确定因素;然后,针对柴油机的转速控制问题设计了二阶LADRC控制器;最后,以船舶柴油机平均值模型为载体对LADRC的控制性能进行仿真测试,并与经过遗传算法优化的PI控制器进行对比。仿真结果表明,在负载扰动及模型参数改变的情况下LADRC表现出良好的控制性能,并且比PI控制具有更优的扰动抑制能力和鲁棒性。     

RT-flex共轨柴油机的有效管理

瓦锡兰公司RT-flex系列电喷共轨柴油机越来越多地应用到船舶上,为了使船员更加安全有效地对此类柴油机进行维护与管理,文中简要介绍了RT-flex系列电喷共轨柴油机的技术特点,探讨了维护保养以及管理等方面需要注意的问题。     

MAIN B&W ME电喷电控主机原理与特点

最近几年,MIAN主机生产厂家和瓦锡兰柴油机公司都推出完全由电气控制电喷大型低速柴油机,同样的是都替代了柴油机传统的凸轮轴、燃油泵、排气阀凸轮轴等机械部分的电喷主机,使得主机外观更模块化和简洁,对主机维护工作量比过去传统的柴油机要简单得多和容易得多。主要是电喷能够使主机燃烧控制更准确,效率更高,更低碳,符合目前能效控制和排放标准。电喷智能化燃烧控制更容易获得相关国际海事部门和各国机构认同,所以大型低速柴油机选择电喷是目前唯一的选择。MAINB&WME系列电控电喷主机特点与瓦锡兰公司RT-Flex电气控制电喷大型低速柴油机还是有很大区别,除了共同部分——采用电控控制系统和电控的共轨伺服油替代传统机械式凸轮轴等机械部分,MAINB&WME系列电控主机还具有柴油机调速功能、柴油机部分控制功能。而RT-Flex系列柴油机没有。     

应用钢质船规范开展船用低速柴油机控制系统的出厂检验

正W?rtsil?RT-flex型柴油机作为目前智能柴油机的主流机型,采用先进的电喷共轨技术,能够非常精确地控制柴油机燃油喷射时间和燃油喷射量,优化燃油燃烧过程,在实船应用中,降低了船舶柴油机的耗油量,提高了燃油经济性,同时也很大程度上控制了船用柴油机的不良排放。而WECS-9520是主机控制系统的核心,掌握出厂试验时WECS-9520控制系统的功能检查,对柴油机产品检验来说非常必要。本文简要介绍W?rtsil?RT-flex智能型柴油机以及WECS-9520相关的     

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。     

6RT-flex48T-D型柴油机燃油控制单元故障分析

<正>0引言RT-flex型柴油机是船用二冲程智能电喷柴油机中典型的机型,被越来越多地应用在远洋船舶上。Flex Viewer软件可以修改主机的控制参数,实时提供相关的监控数据以及在线帮助功能。针对典型报警故障,利用Flex Viewer软件,结合监控数据和曲线图,分析燃油控制单元(Injection Control Unit,ICU)工作原理,给出比较合理的故障排除方法。某远洋公司船舶主机为6RT-flex48T-D型智能电喷柴油机。自2014年4月接船营运以来,主机ICU出     

基于区间约束GPC的船舶SCR脱硝系统多工况控制

不同工况下的船舶柴油机脱硝系统具有很强的非线性和时变性，常用的单一控制器难以准确控制，因此对船舶选择性催化还原（SCR）脱硝系统进行自适应控制研究尤为重要。从SCR的反应微分方程入手，建立船舶柴油机SCR脱硝系统的机理模型，并通过模型仿真的离线数据辨识建立不同工况下该系统的ARMAX模型；设计基于该模型的广义预测控制器以实现多工况的自适应控制。考虑到执行机构的使用寿命，加入区间约束算法，提出并设计带区间约束算法的广义预测控制（GPC）控制器。研究结果表明：与传统的GPC和模型预测控制（MPC）控制器相比，带区间约束的GPC控制器不仅能在变工况时保持较高的脱硝率，而且能显著减少执行器的动作次数，从而提高船舶柴油机SCR脱硝系统的使用寿命。     

船舶电站PID参数控制器的研究与设计

对船舶电站的控制是船舶电力控制的核心内容,同时对船舶柴油机的控制能够保证船舶电力系统的稳定性。本文通过分析PID参数控制器的原理,并将其应用于船舶电站柴油机调速系统中,最后通过实验仿真来说明,通过PID控制能够有效的保证系统的稳定性和鲁棒性。     

Pielstick船舶柴油机冷起动模拟及其ADRC控制

船舶柴油机良好的冷起动性能是其机动性的重要指标。本文根据物理模型、实测数据以及经验模型,对Pielstick船舶柴油机冷起动过程分三阶段进行精确建模。然后采用ADRC理论设计该型船舶柴油机的数字式调速控制器。Matlab数学仿真,以及ADRC与PID的对比控制实验表明,该模型能精确模拟该型船舶柴油机的冷起动过程,并且ADRC控制方法在稳定性、快速性、超调性和抗干扰能力等方面优于传统的PID方法。     

《船舶主流机型服务手册(2019版)》征订单

精装版《船舶主流机型服务手册(2019版)》于2019年5月正式出版面世。2012年,上海市航海学会编辑出版了《船舶主流机型服务手册》第一部,为广大轮机工作者提供了技术支撑,深受机务管理人员的欢迎。随着环保、节能和科技信息的不断发展,船舶动力机型在不断更新,全电喷控制型柴油机和双燃料环保型发动机已经成为发展的主要对象,发动机的服务通函也在更新。2018年,上海市航海学会船舶机电专业委员会组织编译团队,将MAN B&W、WinGD/Wrtsil机型2012—2018年发表的服务通函整理编写成《船舶主流机型服务手册(2019版)》,并将我国自主品牌WinGDW-X系列的电喷柴油机和DF双燃料发动机也编入书中。     

可编程控制器在船舶柴油机气缸压力测量系统的应用

近年来可编程控制器在石油、钢铁、化工、船舶等领域得到了广泛应用。可编程控制器具有良好的稳定性、抗干扰性、价格低廉等优点。柴油机是船舶自动化系统的重要组成部分,对柴油机气缸压力进行测量可以第一时间发现柴油机故障,降低船舶财产损失。本文在前人基础上提出了一种基于台达PLC的船舶柴油机气缸压力测量系统,系统包括触摸屏、PLC、按钮、工控机等模块,可以实现对柴油机气缸压力的在线测量,最后对系统进行测试,测试结果表明:系统能够实现既定功能,并且具有良好的稳定性和抗干扰性。     

基于修改自适应算法(MLMS)的主动吸振模拟试验研究

利用一种由磁式主动吸振器与被动双层隔振系统结合成组合减振装置,针对船舶柴油机的振动特点,开发了基于MLMS算法的自适应控制器,并在模拟柴油机双层隔振组合减振台架上进行了减振效果试验。试验表明：该装置对柴油机振动具有良好的控制效果。     

船舶航行速度高精度控制的数学模型研究

现有模型无法适应不同荷载的航速需求,存在着控制精度低、控制时延长的缺陷。为此,提出船舶航行速度高精度控制的数学模型研究。分析船舶航行速度影响因素,构建船桨系统、柴油机以及附加阻力数学模型,以此为基础,基于PID技术设计航行速度控制器,制定船舶航行速度控制规则,通过执行控制规则,应用PID控制器实现了船舶航行速度的高精度控制。设置干扰环境,准备实验对象相关数据,进行船舶航行速度控制仿真实验。实验结果表明,与现有模型相比,本文构建模型航速控制精度较高,航速控制时延较短,表明构建模型航速控制效果更佳。     

欢迎预订《船舶主流机型服务手册》2019版

正精装《船舶主流机型服务手册》2019版将于2019年4月底正式出版面世。2012年,上海市航海学会编辑出版了《船舶主流机型服务手册》第一部,为广大轮机工作者提供了技术支撑,深受轮机管理人员的欢迎。随着环保、节能和科技信息的不断发展,船舶动力机型在不断更新,全电喷控制型柴油机和     

柴油机双层隔振的自适应模糊控制方法及模拟试验的研究

该文针对船舶柴油机振动特点,提出了一种自适应模糊控制方法,构造了自适应模糊控制器,并可在线自适应调整模糊控制器的有关参数,由柴油机双层隔振系统模拟台架试验的结果表明,该模糊控制方法对柴油机的振动具有良好的控制效果。     

基于三步法—船舶二级脱硝系统的控制设计

选择性催化还原(SCR)是一种被广泛应用于船舶柴油机尾气排放NO_x的后处理技术，但SCR脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点，使得常规控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。以船舶柴油机的SCR脱硝系统为研究对象，搭建船舶二级脱硝系统模型，并设计三步法非线性控制器来跟踪氨覆盖率目标值；分析经济、标准、超载等3种工况下的脱硝率和氨逃逸量。结果表明：基于提出的三步法—船舶二级脱硝控制器，可进一步提高脱硝率、降低氨逃逸量。     

船用柴油发电机组模拟系统调速特性控制器研究

本文针对实验室对利用柴油机进行船舶电力系统研究的需求,提出了一种基于PLC控制变频器连接带编码器的异步电动机和同步发电机组成一套模拟柴油机特性曲线的实验设备,配套研制了调速特性控制器,整套系统设备成本低,精度高,占地面积小,实验结果令人满意,为柴油机特性曲线的研究提供了一种新思路。     

船舶发电机分散励磁鲁棒控制器设计

建立船舶柴油机发电机组的数学模型,明确了模型中各干扰项的物理意义,将发电机组数学模型线性化后,增广为广义受控系统,应用H∞控制理论,设计了船舶电力系统发电机的鲁棒分散励磁控制器,并应用线性矩阵不等式方法求解该控制器。在仿真试验中,比较了传统的电力系统稳定(PSS)控制器和分散励磁鲁棒控制器的控制效果,结果表明后者具有更好的抗干扰能力,提高了船舶电力系统的稳定性。     

8K90ME-C6型主机曲柄转角编码器故障

<正>0引言目前,MAN和WARTSILA电喷柴油机在新造船舶上广泛使用。曲柄转角编码器(Angle Encoder)代替传统概念的凸轮轴及驱动凸轮,是电喷柴油机的关键部件之一。曲柄转角编码器有A,B两组,同轴安装在主机自由端。正常情况下,A组工作产生的曲柄位置信号经信号放大器(TSA)接到每个缸的气缸控制单元(CCU),这样CCU就可以不断地检测曲轴的位置,并