船舶感应电机矢量控制的优化设计

船舶感应电机中的励磁电感普遍比较小,在高速运行过程中铁损比较大。采用一般矢量进行控制存在低效率轻负载的情况,如果直接忽略感应电机的铁损则会使得感应电机控制不精确。本文首先研究了基于铁损的船舶感应电机的数学模型,给出了矢量控制的补偿方案,并提出了一种基于损耗模型的船舶感应电机能量优化的控制策略。后通过实验测试,结果表明优化后的系统可以解决感应电机磁场定向和电机转矩控制不准确的问题。实验证明所提出的基于能量优化控制策略的节能效果比较好,改进后的系统具有明显优势。     

能量型超级电容在直流电推系统中的应用

为减少船舶排放污染、提高柴油机燃油效率等,以厦门400客位轮渡为例,提出了基于能量型超级电容储能系统在直流电推系统中的应用方案.实船测试结果表明:该系统能够有效减少船舶排放污染,提高燃油效率,稳定电网质量,增强电力推进系统性能,系统各项性能指标均优于同类船舶.     

整体浇筑梁预应力束自动布置的分步算法

为了实现对整体浇筑梁预应力束的自动布置,提出预应力束自动布置的分步算法:第1步,基于桥梁弯矩内力包络图建立预应力束线形计算模型;第2步,基于线性规划原理,将弯曲能量最小作为目标函数,提出决策系数法计算预应力束数量,再以主梁应力作为控制条件对预应力束进行最终调整.与其他预应力优化算法相比,分步算法计及预应力束的构造要求,同时避免局部优化的缺陷.以柳州跨座式单轨桥梁为工程背景,基于分步算法在Matlab平台开发计算软件,计算柳州单轨3×30 m梁.研究结果表明:预应力束自动布置的分步算法能实现预应力束的合理布置,有较好的准确性,可在整体浇筑桥梁设计中推广应用.     

柴油发动机掺烧生物柴油的经济性研究

为了更好地评价柴油机燃用生物柴油的经济性,分析了生物柴油和0#石化柴油的理化性质,分别对生物柴油的体积分数为0.2,0.5,1的B20、B50、B100 3种燃料和0#柴油在495Q3柴油机上进行了试验。试验结果显示燃用3种燃料的燃油消耗率比0#柴油在中小负荷时平均增加5.30%,9.65%,19.04%,大负荷时平均增加2.86%,4.75%,9.64%;能量等值折合油耗率在中小负荷时平均增加2.65%,2.63%,5.74%,大负荷时平均降低0.26%,1.97%,4.80%。     

抗滑桩预加固边坡的能量分析研究

研究抗滑桩预加固边坡能量分析方法,对抗滑桩预加固边坡的破坏形式、能耗计算等问题进行了讨论,并对抗滑桩边坡稳定性的能量分析方法进行了详细研究,从强度折减、桩侧有效土压力上限解答、参数优化等问题入手对其进行了分析。     

船舶电力系统暂态稳定性的混合分析法

针对大型船舶电力系统的特点及其日益突出的暂态稳定性问题,开展了适用于船舶电力系统的方法研究。结合船舶电网拓扑结构自身特点,建立了适用于大扰动下暂态稳定分析的船舶柴油发电机组的动态等值模型、推进电机及其螺旋桨四象限工作特性等值模型。以船舶电网轴线为界,将系统等效成两机模型进行时域仿真分析,在此基础上建立系统能量函数,提出了一种适用于船舶电力系统的暂态稳定性混合分析法。该方法即可定量描述系统暂态稳定性及其稳定裕度,又可直观地在线监测系统各状态变量的动态过程。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和有效性。     

波浪作用下30万吨级油轮撞击能量研究

通过物理模型试验,研究不规则波作用下30万吨级油轮撞击能量,分析了主要影响因素HT、LB、TT0、D对撞击速度的影响规律。结果表明:撞击速度与HT成正比;与LB成幂次关系;与TT0也成正比,但TT0=1时船舶撞击码头与波浪产生共振,撞击速度出现极大值;压载时的撞击速度大于满载时的撞击速度,撞击速度与吃水成负相关。提出了30万吨级油轮撞击能量的计算公式,与青岛港原油码头三期工程和青岛益佳集团燃油码头工程的物理模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考。     

船舶失控撞击高桩码头结构的数值仿真分析

以5万吨级散货船在失控状态下以1 ms的速度垂直撞击某高桩码头为例,运用有限元软件模拟该撞击的过程,得到对应撞击的能量转化情况以及船舶撞击作用力的时程曲线,并将撞击力仿真计算结果与各类船桥碰撞规范撞击力计算结果进行比较。同时,通过对撞击后码头结构破坏情况进行分析,提出防止码头结构由于船舶失控撞击而破坏的措施,为同类码头的设计、维护及改造提供理论依据。     

混合动力船舶能量管理控制策略设计与仿真

为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能量管理系统的逻辑门限值控制策略和PID控制器。仿真结果表明,采用这种混合动力结构的船舶,可以提高柴油机的运行效率,所设计的PID控制器能很好地满足船舶的功率需求,提高系统的稳定性。