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

1、航運(yùn)業(yè)作為海洋經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其發(fā)展離不開(kāi)對(duì)船員綜合素質(zhì)、知識(shí)技能等的培養(yǎng)。而輪機(jī)模擬器由于其經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)，在船員培訓(xùn)比如船上專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)或?qū)ν话l(fā)事故的處理能力等方面都有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，對(duì)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(jī)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(jiǎn)單的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)的傳輸方式，而實(shí)船所產(chǎn)生的真實(shí)物理信號(hào)如溫度、壓力等，是通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再通過(guò)采集系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)

2、行采集與傳輸，從而完成后續(xù)的控制及監(jiān)測(cè)工作，本文為使系統(tǒng)與船舶實(shí)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(shí)物環(huán)節(jié)。論文首先確定了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，即在二沖程船舶柴油機(jī)MAN B&W6S35MC的理論基礎(chǔ)和實(shí)際航行數(shù)據(jù)上，對(duì)船舶推進(jìn)裝置及其控制系統(tǒng)進(jìn)行半物理仿真。首先是數(shù)學(xué)仿真方案的選取，通過(guò)實(shí)船航行數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(guò)信號(hào)的回顯驗(yàn)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(jì)方案以后，對(duì)各模塊逐一完成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。包括利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行仿真，在穩(wěn)態(tài)下利用容積法對(duì)柴油機(jī)缸內(nèi)過(guò)程進(jìn)行仿真，以及推進(jìn)裝置控制系統(tǒng)的仿真等。故障仿真部分對(duì)幾種最常見(jiàn)的柴油機(jī)系統(tǒng)故障進(jìn)行仿真，包括主機(jī)應(yīng)急控制電源故障報(bào)警、噴油定時(shí)過(guò)早和噴油定時(shí)過(guò)遲等，從而驗(yàn)證仿真模型的有效性。數(shù)據(jù)傳輸方式上，模型計(jì)算機(jī)利用CAN(Contr