船舶推進裝置及其控制系統(tǒng)的半物理仿真研究與實現(xiàn).pdf

1、航運業(yè)作為海洋經(jīng)濟的重要組成部分，其發(fā)展離不開對船員綜合素質(zhì)、知識技能等的培養(yǎng)。而輪機模擬器由于其經(jīng)濟、高效等優(yōu)點，在船員培訓(xùn)比如船上專業(yè)知識學(xué)習(xí)或?qū)ν话l(fā)事故的處理能力等方面都有著無可比擬的優(yōu)勢，對船舶航行安全以及船員自身安全都有著重要意義。
　　傳統(tǒng)的輪機模擬器的數(shù)據(jù)傳輸方式只是將模擬器所產(chǎn)生數(shù)據(jù)直接傳輸給接口，是簡單的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)的傳輸方式，而實船所產(chǎn)生的真實物理信號如溫度、壓力等，是通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，再通過采集系統(tǒng)對其進

2、行采集與傳輸，從而完成后續(xù)的控制及監(jiān)測工作，本文為使系統(tǒng)與船舶實際工作環(huán)境更加吻合，在傳統(tǒng)模擬器的基礎(chǔ)上加入了實物環(huán)節(jié)。論文首先確定了系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，即在二沖程船舶柴油機MAN B&W6S35MC的理論基礎(chǔ)和實際航行數(shù)據(jù)上，對船舶推進裝置及其控制系統(tǒng)進行半物理仿真。首先是數(shù)學(xué)仿真方案的選取，通過實船航行數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式以及熱力學(xué)方程等選取最佳仿真模型參數(shù)，設(shè)計并添加故障仿真部分，然后選擇出適合本文環(huán)境的數(shù)據(jù)傳輸方式，將數(shù)學(xué)仿真結(jié)果傳輸

3、給數(shù)據(jù)采集模塊，并通過信號的回顯驗證半物理仿真模型的有效性，最終完成整體環(huán)境的搭建。
　　確定好總體設(shè)計方案以后，對各模塊逐一完成設(shè)計與實現(xiàn)。包括利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法對柴油機進行仿真，在穩(wěn)態(tài)下利用容積法對柴油機缸內(nèi)過程進行仿真，以及推進裝置控制系統(tǒng)的仿真等。故障仿真部分對幾種最常見的柴油機系統(tǒng)故障進行仿真，包括主機應(yīng)急控制電源故障報警、噴油定時過早和噴油定時過遲等，從而驗證仿真模型的有效性。數(shù)據(jù)傳輸方式上，模型計算機利用CAN(Contr