船舶主机遥控仿真系统的设计与开发
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摘要
主机遥控系统是保障主机正常稳定运行的重要控制系统。它通过对船舶主柴油机进行远距离遥控操纵的方式来改善人们的工作环境,改进机器的工作条件。因此,主机遥控系统性能的优劣直接影响到船舶主机的工作性能,想要优化和充分发挥船舶主机遥控系统的性能,就需要了解它在工作时的各种逻辑和调速、安全保护等环节。
     本文以大型集装箱船主机遥控系统为基础,基于相关理论,通过对主机气动操纵系统、典型的主机遥控系统、电子调速器、安全保护系统的功能的分析,得到主机遥控系统的相关数学模型。并建立了基于容积法的柴油机数学模型,然后利用Matlab中的Simulink工具进行仿真,仿真结果与已知数据较为吻合,从而验证了仿真模型的正确性。
     在数学模型较为正确的基础上,利用Microsoft Visual C++工具编制了界面。首先,利用面向对象的方法将船舶主机遥控系统分为各个实现一定功能的子对象,并用面向对象的Visual C++语言,将各个子对象编制为相应的类,每个类都进行封装,各类之间的交互通过外部接口来实现;然后,在Microsoft Visual C++.Net的编译环境下,以各种图像制作和处理工具为辅助,搭建实现多种仿真操作与显示功能的仿真界面,将上述各个类与仿真界面有效的结合,最后完成仿真软件的制作。
The main engine remote control system is an important control system to ensure the stable operation of main engine. Through the remote control of the engine,it can improve people's working condition and engine's status. Therefore, the performance of the main engine remote control system directly affects the performance of the main engine. If we want to optimize and give full play to the main engine remote control system performance, there is a need to understand its principle at work. MATLAB is a fashionable tool for computer modeling and simulation. The simulation for main engine remote control system based on MATLAB embodies the characteristics of tracking, researching, and using new technology, thereby is worthwhile.
     This paper based on the main engine remote control system of a large container vessel, a math model has been founded through the analysis of the control system and main engine. Then the author use Simulink for simulating, the result is coincident with known data, thus verifying the correctness of the model.
     On the basis of the mathematical model is nearly accurately, the author get the simulation displaying through programming language Visual C++. Firstly, utilize the Objected-Oriented Technique to categorize the main engine control system into many child objects to achieve certain functions, and compile every object to a class in the programming language Visual C++. These classes are not visual from the outside, and they exchange data and function only through the outer joints. Next, in the environment of Microsoft Visual C++.Net, with the help of many kinds of graph making tools, form a lot of simulation interfaces which can ensure some functions about simulation operating and displaying. Then connect the simulation interfaces effectively with those computing classes, finally complete the simulation software.
引文
[1]范殿中.一种新型主机遥控系统.中国修船.2002(4).30-33
    [2]韩成敏.船舶主机遥控装置仿真及故障诊断智能系统研究与开发.硕士学位论文.上海.上海海运学院.2003年.
    [3]赵继权.舰船机舱自动化系统设计与研究.硕士学位论文.哈尔滨.哈尔滨工程大学.2002
    [4]韩成敏.船舶主机遥控装置计算机仿真与故障分析系统研制.水运管理.2004.36-39
    [5]董猛 等.PLC在船舶主机遥控系统中的应用.船电技术.2006(4).39-41
    [6]汤旭晶.船舶中速柴油主机遥控系统的研制.武汉理工大学学报.2003.27(5).625-628
    [7]鲁铁伟.船舶主机遥控的逻辑控制和转速的遗传算法PID控制.硕士学位论文.上海.上海海事大学.2006年
    [8]杨锦锋.两例MC主机遥控故障的分析和处理.航海技术.2004(6).46-47
    [9]初忠等.船舶主机遥控系统重复起动逻辑回路的改进.大连.大连海事大学学报.2004.30(1).39-41
    [10]李彦强,朱从乔,黄次浩.柴油机电子调速器PID参数模糊自校正研究.2001.19(3).267-269
    [11]孙建波,吴恒,郭晨.船用大型低速柴油机气动控制系统的仿真.大连海事大学学报.2000年.26(1).17-19.
    [12]邓琳琳.“半实物在环”船舶主机遥控及图示仿真系统.硕士学位论文.上海.上海海运学院.2003年
    [13]张华力等.可编程逻辑控制器在船舶主机遥控系统中的应用.船电技术.2006(1).36-39
    [14]张桂臣.基于PLC的主机遥控系统的实现.硕士学位论文.大连.大连海事大学.2004
    [15]许晓英.AUTOCHIEF_IV主机遥控系统常规检测与故障分析 中国修船.1999(5).25-27
    [16]张华力.基于PLC的船舶主机遥控系统的设计与研究.硕士学位论文.大连.大连海事大学.2006
    [17]汤旭晶,苗凤林.基于MODBUS协议的主机遥控系统研究.船海工程.2005(4).30-32
    [18]孙仁勇.船舶系统智能控制与仿真的研究.硕士学位论文.大连.大连海事大学.2003
    [19]沈爱弟.DGS8800数字式电子调速器.大连.大连海运学院学报.1990年.
    [20]张世忠.施洋.DGS-8800E电子调速器简介.船舶设计通讯.1998.97(1).44-46
    [21]姚明华,徐善林.船舶主机调速系统的鲁棒PID控制研究.机电设备.2006(1).33-36
    [22]聂延生.新一代电子调速器系统_兼谈对轮机自动化教材建设的看法.大连.大连海运学院学报.1994
    [23]王锡淮,肖健梅,鲍敏中.多模式船舶主机及其控制系统仿真器设计.2002.14(12).1631-1637
    [24]许智灵,胡以怀.主机遥控系统扭矩限制参数的调整.航海技术.2005(4).53-54
    [25]孙培廷.船舶柴油机.大连:大连海事大学出版社,2002.
    [26]YU-LONG ZHAN,BI-YU WAN,XIAO-ZHONG WANG,et al.A simulation model for the main engine of the modern container ship.Proceedings of the Third International Conference on Machine Learning and Cybernetics,Shanghai,2004:2996-3002
    [27]赵炯,朱从乔.电子调速器与涡轮增压柴油机配机性能测试方法的研究.船舶与海洋工程研究专集.2001.45-48
    [28]Qingwen Song,KarolosM.Grigoriadis.Diesel engine speed regulation using linear parameter varying control.The American Control Conference,Denver,Colorado,USA,2003:
    [29]彭水生.轮机模拟器6S60MC柴油主机仿真系统与故障模拟:(博士学位论文).大连:大连海事大学,2000.
    [30]王海燕.大型低速船用柴油机建模与系统仿真.博士学位论文.大连.大连海事大学.2007
    [31]C.W.Dekanski,M.I.G.Bloor,M.J.Wilson.A parametric model of a 2-stroke engine for design and analysis.Computer methods in applied mechanics and engineering.1996,137:411-425.
    [32]A.Pignotti and G.0.Cordero,Meen Temperature Difference in MultipassFlow ASME.J.Heat Transfer.VoL.105.1983.pp584-591.
    [33]王海燕,张均东,任光.大型船用柴油机建模与动态仿真.系统仿真学报.2006,18(9):2638-26415.0[22]丁春葵.挪康DGS8800电子调速器.天津航海.1998(2).18-19
    [34]田靓.船舶主机电子调速系统仿真软件开发.硕士学位论文.武汉.武汉理工大学.2006
    [35]金昶明,卓斌,李伟华.R801调速器调速特性的仿真.上海交通大学学报.2000.34(4).458-462
    [36]郑为民,黄义新.主机遥控加速度限制性能分析及改进的探讨.船电技术.1999
    [37]付君.大型船舶主机电子调速器仿真训练系统设计与开发.中国海洋大学.2006
    [38]杨胜国等.改善柴油机电子调速器控制性能的仿真研究.2001.29(10).83-85
    [39]谢荣.主机遥控系统仿真软件开发.武汉.武汉理工大学.2006年
    [40]王锡淮,肖健梅,鲍敏中.船舶主机遥控仿真系统实时多任务软件设计.船舶.2002(6).
    [41]邓琳琳,黄学武,郑华耀.基于DSP的船舶主机遥控实时仿真系统.2004 25(3)33-37
    [42]孙建波,郭晨,张旭.船舶机舱监测和报警系统的设计与实现.系统仿真学报.2006 18(2).851-856
    [43]聂延生,李士臣.机舱自动控制系统的维护管理.航海技术.2003(4).39-40
    [44]汪涌泉.调距桨推进系统仿真及教学软件的设计.硕士学位论文.大连.大连海事大学.2004
    [45]黄凯旋.实时动态图形系统在轮机自动化中的应用.厦门.集美航海学院学报.1995.13(2).20-26