聯(lián)合動力裝置的船舶電力推進(jìn)原動機(jī)模塊

上海海事大學(xué) 碩士學(xué)位論文 船舶電力推進(jìn)裝置仿真研究 姓名：高閩娟 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：電力電子與電力傳動 指導(dǎo)教師：薛士龍 20060601 船舶電力推進(jìn)裝置仿真研究 作者：高閩娟 學(xué)位授予單位：上海海事大學(xué) 本文讀者也讀過(3條) 1.鄒晴船舶電力推進(jìn)特性與控制的仿真研究[學(xué)位論文]2007 2.魏永清.康軍模擬螺旋槳負(fù)載特性的雙饋電機(jī)控制策略研究[會議論文]-2007 3.張勇軍小比例船舶電力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的仿真研究[學(xué)位論文]2007 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1007981.aspx

船舶輪機(jī)動力系統(tǒng)的自動化管理運(yùn)行能夠有效的改善動力裝置的可靠性能，降低船舶輪機(jī)的生產(chǎn)成本，促進(jìn)船舶行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長。本文在研究過程中，不僅考慮了船舶輪機(jī)的動力系統(tǒng)內(nèi)部裝置，而且還考慮了船舶輪機(jī)外部裝置的模塊設(shè)計的規(guī)范化，以此滿足整個船舶輪機(jī)動力裝置系統(tǒng)的自動化設(shè)計，從而實(shí)現(xiàn)動力裝置的保護(hù)、測量、控制等等工作。本文在研發(fā)設(shè)計的過程中，需要先計算出船舶動力系統(tǒng)的選型，其次在計算出船舶輪機(jī)自動化系統(tǒng)。，最后有效的研究出船舶動力系統(tǒng)裝置與系統(tǒng)之間的關(guān)系。

船舶輪機(jī)動力裝置與系統(tǒng)設(shè)計需要滿足船用條件、符合國際公約或規(guī)則、相關(guān)法律法規(guī)、考慮動力系統(tǒng)內(nèi)部以及外部裝置的協(xié)同與相互作用，動力系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要考慮設(shè)計模塊化、參數(shù)化、規(guī)范化，整個動力系統(tǒng)中齒輪箱、助推柴油機(jī)需布局緊湊。船舶輪機(jī)動力裝置與系統(tǒng)自動化能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)視、測量、指示、調(diào)整、變換與控制等工作，設(shè)計時先進(jìn)行船舶動力系統(tǒng)選型計算，而后設(shè)計與之匹配的自動化系統(tǒng)。

電力推進(jìn)船舶因其經(jīng)濟(jì)性高、操縱性好、布局靈活、噪音小等突出優(yōu)點(diǎn),近年來發(fā)展迅速,而我國電力推進(jìn)人才缺口極大,因此船舶電力推進(jìn)課程在船舶電子電氣專業(yè)教學(xué)中尤為重要。從課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)模式三個方面建立完善的課程體系,培養(yǎng)符合就業(yè)要求的電力推進(jìn)本科人才。

船舶電力推進(jìn)以其良好的經(jīng)濟(jì)性、操縱性和低噪聲性等優(yōu)點(diǎn),在船舶領(lǐng)域受到廣泛的青睞。開展船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的建模和仿真研究,再現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)工作過程,揭示系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律,對于指導(dǎo)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計和使用具有現(xiàn)實(shí)意義。船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、多變的非線性系統(tǒng),加之其推進(jìn)電機(jī)具有大容量、大轉(zhuǎn)動慣量的特點(diǎn),對其進(jìn)行準(zhǔn)確的建模與仿真十分重要。本文采用模塊化的建模方法,選用某實(shí)船的電力推進(jìn)系統(tǒng)為研究對象,在matlab/simulink搭建了基于直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的船-機(jī)-槳一體化仿真模型,并在該模型下進(jìn)行起航工況的仿真研究,仿真結(jié)果表明了該模型的準(zhǔn)確性。

歸納了工程船舶的一般分類，結(jié)合工作中接觸到的船舶，分析了電力推進(jìn)的常見三種形式（軸系推進(jìn)、方位推、吊艙推進(jìn)）及其組成和優(yōu)缺點(diǎn)，為電力推進(jìn)船舶的設(shè)計作參考。

針對全回轉(zhuǎn)舵漿的電力推進(jìn)船舶航向控制問題,基于等價舵效建立的船舶回轉(zhuǎn)運(yùn)動響應(yīng)方程,設(shè)計了基于參考模型的滑?？刂破?。該控制器含有兩個滑?？刂谱酉到y(tǒng),其一用來控制參考模型,以獲得理想的動態(tài)響應(yīng);另一個以前者每個控制周期對應(yīng)的狀態(tài)為控制目標(biāo)輸入,引導(dǎo)船舶航向收斂于設(shè)定值。仿真結(jié)果表明,在滿足全回轉(zhuǎn)舵漿回轉(zhuǎn)角幅值與速度的限制下,該方法能夠有效解決滑?？刂戚斎氲膹?qiáng)抖振問題,能降低滑?？刂戚斎氲囊?且具有良好的魯棒性與控制效果。

針對目前科考船舶對電力推進(jìn)系統(tǒng)的要求,本文以＂科學(xué)號＂船舶吊艙電力推進(jìn)系統(tǒng)為例,從科考船電力推進(jìn)系統(tǒng)的基本構(gòu)成,功率管理系統(tǒng)（powermanagementsystem,pms）的原理、構(gòu)成及作業(yè)功能等方面,分析了海洋科考船采用吊艙推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)越性能,研究了pms工作狀況以及對船舶電力系統(tǒng)的影響。研究結(jié)果表明,吊艙推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)電機(jī)和螺旋槳共軸,形成獨(dú)立的推進(jìn)模塊,使實(shí)船便于安裝、拆卸,極大地提高了運(yùn)行效率和推進(jìn)功率。與傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)相比,船舶噪音控制和振動方面得到了極大的改善,推進(jìn)模塊可水平旋轉(zhuǎn)360°,使推進(jìn)器的方位角自行調(diào)節(jié)和控制,提高了船舶的操縱性能和經(jīng)濟(jì)性能。該研究對科考船電站管理起到了指導(dǎo)性作用。

通過對監(jiān)控模塊的功能分析,選擇samsung公司的arm7微處理器s3c44b0x作為核心進(jìn)行硬件設(shè)計,進(jìn)行了啟動代碼bootloader的編寫和操作系統(tǒng)的移植。μc/os-ii沒有給驅(qū)動程序提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口,本設(shè)計中采用了驅(qū)動程序抽象層的方法自定義接口,通過指向不同驅(qū)動子程序的函數(shù)指針,為操作系統(tǒng)掛載驅(qū)動程序。

2014年12月21日,中國南車股份有限公司(以下簡稱"南車")與浙江建揚(yáng)航務(wù)工程有限公司、大連玉柴能源有限公司在成都簽訂了6300dwt遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船及"運(yùn)河之星"示范船變頻推進(jìn)動力系統(tǒng)購銷合同。6300dwt多用途大件運(yùn)輸船采用電力推進(jìn)方式,適用于無限航區(qū)的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸。南車旗下上海南車漢格船舶工

機(jī)艙區(qū)域?qū)嵭袉卧K化預(yù)裝是造船企業(yè)提高生產(chǎn)效率，縮短造船周期，推進(jìn)現(xiàn)代化造船模式的重要手段之～，本文對機(jī)艙單元模塊化的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和探討。

為滿足工業(yè)儀表使用需要,研制一種動力裝置壓力開關(guān)。該壓力開關(guān)具有耐高溫、抗振動、高過載的特性。整機(jī)采用金屬膜片式結(jié)構(gòu),設(shè)計和研制使用多種金屬和非金屬材料,研制流程經(jīng)過20多道工序,涉及多門學(xué)科相互交叉的綜合技術(shù)。主要應(yīng)用于液壓、氣壓系統(tǒng)的壓力/電信號轉(zhuǎn)換。其性能指標(biāo)高于常規(guī)使用的產(chǎn)品,滿足高過載、抗振動、耐高溫的要求。

機(jī)艙區(qū)域?qū)嵭袉卧K化預(yù)裝是造船企業(yè)提高生產(chǎn)效率,縮短造船周期,推進(jìn)現(xiàn)代化造船模式的重要手段之一,文章對機(jī)艙單元模塊化的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和探討。

介紹船舶舾裝單元模塊建造技術(shù),分析我國船舶舾裝單元模塊建造的現(xiàn)狀,為推進(jìn)模塊化造船技術(shù)的發(fā)展,提出建議。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國的造船業(yè)突飛猛進(jìn),已經(jīng)進(jìn)入船產(chǎn)業(yè)的第四階段,殼舾涂階段,這一階段代表著我國的造船業(yè)已經(jīng)步入國際先進(jìn)的水平。我國造船技術(shù)已經(jīng)不滿足于第四階段,還正向第五階段發(fā)展:設(shè)計制造一體化邁進(jìn),本文就是對船舶制造設(shè)計一體化也就是單元化模塊建設(shè)提出一點(diǎn)寶貴的建議。

將載波通信技術(shù)應(yīng)用于艦船照明電網(wǎng)電力線信道有許多困難,其復(fù)雜的噪聲特性是對通信可靠性的最大挑戰(zhàn),因此準(zhǔn)確的分析建模對于設(shè)計優(yōu)化艦船電力載波通信系統(tǒng)有重要意義。本文在對所采集的電網(wǎng)噪聲進(jìn)行時頻域分析的基礎(chǔ)上,利用arma模型建立了兩類噪聲的預(yù)測模型,預(yù)測噪聲較全面的反映了噪聲的時頻域特性。

隨著海洋工程快速發(fā)展,具備動力定位能力的海洋工程船舶相比其他船舶具有更高的作業(yè)安全性保障。同時,優(yōu)化動力定位船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計,提升整體船舶的動力性能,已經(jīng)成為海洋工程的動力定位船舶安全設(shè)計技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容,針對動力定位船舶電力系統(tǒng)設(shè)計,需要重點(diǎn)做好接地處理、系統(tǒng)保護(hù)、諧波抑制以及直流配電等設(shè)計,才能有效提升海洋工程的動力定位船舶電力系統(tǒng)整體優(yōu)化,提升動力性能,實(shí)現(xiàn)船舶航運(yùn)能力的有效提升。本文介紹海洋工程動力定位船舶電力系統(tǒng)概述,分析海洋工程動力定位船舶的主要設(shè)計發(fā)展趨勢,并探究海洋工程動力定位船舶電力系統(tǒng)的有效設(shè)計措施。

船舶電力系統(tǒng)是一種獨(dú)立的供電系統(tǒng)，它在船舶上有著非常重要的作用。船舶電力系統(tǒng)能否保證供電的持續(xù)性、安全性、穩(wěn)定性，直接影響到整條船的生命力。近年來，隨著我國造船行業(yè)的不斷進(jìn)步，有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施、制造設(shè)備和硬件設(shè)備也與世界上一些造船強(qiáng)國的差距越來越小。所以，開發(fā)符合我國造船行業(yè)現(xiàn)狀的設(shè)計軟件，就變得尤為重要。

工程機(jī)械動力裝置—柴油機(jī)

單元、模塊標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，減少工程圖紙，提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計時間，使大量設(shè)計和工程可以從檔案文件檢索中獲得應(yīng)用。達(dá)到設(shè)計圖紙重復(fù)使用，減少設(shè)計費(fèi)用降低成本。

船舶電力系統(tǒng)中電力和照明變壓器的供電連續(xù)性

針對船舶主干動力電纜常用理方法進(jìn)行了分析，比較，介紹了其特點(diǎn)，重點(diǎn)敘述了對采用冷壓熱縮方法（對接法）進(jìn)行修理的優(yōu)點(diǎn)，并敢此法理電纜的前景。