船舶主柴油机建模与仿真

船舶主柴油机作为船舶动力装置的核心设备,在船舶安全航行中有着至关重要的作用。对船舶主柴油机进行建模可以进一步研究柴油机的工况及性能,文章以7K98MC型柴油机为研究对象,基于Matlab/Simulink平台搭建柴油机工作过程的仿真模型,并对模型正确性进行验证分析。     

柴油机调速系统自适应滑模控制算法的研究与仿真

建立2135型柴油机调速器的非线性模型,设计一种滑模控制器,以实现对单输入非线性柴油机调速系统的控制,并用MatLab/Simulink仿真,体现出滑模变结构控制对非线性系统进行控制的动态、静态品质优良,鲁棒性好的特点,解决传统PID控制超调量大、调节时间长的问题.针对滑模变结构控制器容易产生抖振的问题,设计了自适应离散滑模控制器,取得较好的仿真结果.     

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。     

船舶主柴油机智能监控系统研究

针对船舶柴油机转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性,引入实用而高效分布式智能监控系统,发挥集中管理、分散控制优势.智能型船舶柴油机电脑监控系统,可以对柴油机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示.一次可同时测试多个工况.为船舶轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备.     

船舶用电站柴油机调速系统模糊控制算法

传统船舶调速系统的控制算法存在时变性不可控、执行精度差等弊端。为解决上述问题,设计新型船舶用电站柴油机调速系统的模糊控制算法。通过工作状态分析、阻感定量辨别2个步骤,完成船舶用电站柴油机的电感参数计算。在此基础上,通过调速姿态微分方程的建立、微分结果模糊估计、控制流程完善3个步骤,实现新型调速系统模糊控制算法的搭建。对比实验结果表明,与传统控制算法相比,新型船舶用电站柴油机调速系统模糊控制算法的时变可控性明显增强,执行精度最大值可达到85%。     

基于自适应算法的柴油机调速系统研制

摘要：在柴油机调速过程中,针对柴油机PID控制器参数一经确定不能在线调整的问题,以6135型柴油机为控制对象,以MATLAB／Simulink作为软件平台,深入研究了自适应控制的基础理论,设计了一种模型参考自适应控制器,建立了柴油机电子调速系统仿真模型,进行了控制系统仿真研究。结果表明,新设计的智能型自适应控制器能在线自动整定最佳控制参数,优于传统的PID控制,具有良好的自适应性和智能性。     

基于多段滑模面控制的船舶柴油机调速系统仿真研究

船舶柴油机的稳定运行,关系船舶电力系统电能品质以及柴油机的性能。为了使柴油机具有得到较好的排放性、经济性及动力性,对其转速进行稳定的控制是十分重要的。在实验的基础上建立柴油机调速系统的非线性数学模型,利用滑模变结构控制理论设计了多段滑模面变结构控制器。并用MATLAB/simulink进行了仿真,结果表明:多段滑模面变结构控制能很好抑制系统的超调量,快速跟踪目标值,具有控制精度高,鲁棒性强等特点。     

柴油机自适应调速调温研究

本文研究了自适应控制理论在柴油机,特别是船用高速柴油机实时控制中的应用。讨论了一种实用的伪随机码动态系统最优辨识方法,并对6135型柴油发电机组的转速系统和冷却水温度系统的动态过程建立了数学模型,进行了计算机仿真。研究了改进的自校正调节器控制算法,并用此方法对该柴油机进行了大量的实机测速、调温试验。结果表明,采用本文讨论的动态最优辨识方法所建立的系统数学模型较好地符合实机过程;改进的自校正调节器算法在大范围变工况和大幅度扰动情况下比PID调节器具有较强的自适应跟踪能力,而且比普通的自校正调节器算法具有计算简单、响应速度快等优点,实现了柴油机主要参数的优化控制。     

基于自适应学习误差模型的船舶柴油机调速方法分析

传统船舶柴油机调速方法,存在调速误差较大的问题。导致船舶航行过程中速度控制精准度下降,影响船舶航行效率,同时为船舶航行安全留下隐患。通过对调速过程参量的分析发现,导致调速控制误差较大的根源,在于调速控制算法中的控制变量自适应性低。基于上述问题产生原因,提出基于自适应学习误差模型的船舶柴油机调速方法分析。首先对柴油机调速过程中的误差量进行模型计算,然后对误差数据网络络结构进行分析计算。最后,通过自适应学习算法,对误差结构变量进行优化,从而实现提升调速控制精准度,降低误差的效果。通过与传统控制方法的对比,证明提出方法具有解决传统方法不足的效果。     

柴油机调速系统动态特性仿真试验研究

文章简要介绍了柴油机和电子调速器的模型,特别是讨论了模型参数对调速系统动态性能的影响,从而对选取PID电子调速器的参数具有一定的指导意义.     

船舶电机调速系统稳定性分析和仿真

传统船舶电机调速系统分析方法大多依托瞬时数据,数据聚合性较差,对此提出以反动势评估为核心的船舶电机调速系统稳定性分析方法,建立PMSM坐标系,根据坐标指数分别提出电动机电压、反动势和电流坐标方程,结合当前电机调速系统滑模控制原理,通过上述提出的坐标方程,比较给定的系统电压电流反馈,根据两者的误差,评估当前船舶电机的反动势,引入锁相环计算,通过调解相位误差,根据反动势结果,测算当前系统转速情况,提取转子转速信息并与额定值进行比较,获取当前调速系统稳定性分析结果。仿真结果表明,应用设计的分析方法,系统转子信息数据的扰动下降了29%,平均数据离散下降了25%,有效提高了数据聚合。     

船舶柴油机SCR系统尿素喷射控制仿真

选择性催化还原技术是一种柴油机尾气排放后处理技术。针对船舶柴油机SCR系统非线性、难以建模与控制的特点,分析系统内部的化学反应,根据能量和质量守恒确定各状态量满足的微分方程,建立SCR系统数学模型,并验证其特性。为了实现SCR系统的控制目标,即在保证NH_3逃逸量不超过限定值的前提下,尽可能提高NO_X转化率,以NH_3逃逸量为约束输出,NO_X出口浓度为控制输出,氨喷射量为控制变量,设计了非线性模型预测控制器,实时计算系统所需尿素喷射量。试验仿真表明了非线性模型预测控制器的有效性,稳态工况和瞬态工况下NO_X转化率分别达到了93.803%和91.760%,NH3逃逸量均低于10 ppm,满足Tier Ⅲ标准对船舶柴油机尾气氮氧化物排放的限制。     

船舶柴油机SCR系统尿素喷射控制仿真

选择性催化还原技术(selective catalytic reduction)是一种柴油机尾气排放后处理技术。针对船舶柴油机SCR系统非线性、难以建模以及难以控制的特点,分析系统内部的化学反应,根据能量和质量守恒确定各状态量满足的微分方程,建立SCR系统数学模型,并验证其特性。为了实现SCR系统的控制目标,即保证NH3逃逸量不超过限定值的前提下,尽可能提高NOX转化率,以NH3逃逸量为约束输出,NOX出口浓度为控制输出,氨喷射量为控制变量,设计了非线性模型预测控制器,实时计算系统所需尿素喷射量。实验仿真表明了非线性模型预测控制器的有效性,稳态工况和瞬态工况下NOX转化率分别达到了93.803%和91.760%,NH3逃逸量均低于10ppm ,满足Tier III标准对船舶柴油机尾气氮氧化物排放的限制。     

船舶电站柴油机调速系统H∞控制器的设计

船舶电站频率的稳定性主要取决于柴油机调速系统的转速响应特性,为了抑制负荷的扰动,提高柴油机调速系统的动态精度,本文将H∞控制控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将柴油机调速系统的性能要求转化为标H∞控制问题。计算机仿真实验结果表明,用H∞控制理论设计的控制器能有效地提高调速系统精度和抗扰动能力。     

船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制及仿真

船舶柴油机的冷却控制本质是一种热力学数学模型,需要对柴油机各部件(柴油机缸,冷却阀,柴油发送机)的热传导进行分析;同时,由于各部件之间的传导损耗及海上变换的气候环境,船舶柴油机的冷却控制具有非线性特征。本文在研究船舶柴油机冷却系统的数学模型基础上,针对各部件传导特性提出一种柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制策略,最后利用Matlab软件对控制系统进行仿真,结果表明控制效果达到理想效果。     

船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制及仿真

介绍了船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制器设计方法,并在Matlab的Simulink环境下对控制系统进行仿真,模糊自适应PID控制器将传统PID控制经验的优点和模糊控制的灵活性、自适应性相结合,系统输出响应的过渡过程平稳、系统的超调量小、过渡时间短,具有良好的动、静态性能。     

论述船舶汽轮机主推进系统仿真研究

由于汽轮机作为船舶主推进系统应用的存在,尤其在LNG船舶上的广泛使用,而目前国内尚无汽轮机作为船舶主推进系统的模拟器,基于对其研究及船员培训的需要,使其仿真研究实属必要。本文主要介绍了船舶汽轮机及其模拟器的研究现状,并探索性地提出了一些相关的研究方法。