聯(lián)合動(dòng)力裝置的船舶電力推進(jìn)原動(dòng)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(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：電力電子與電力傳動(dòng) 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(huì)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(dòng)力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理運(yùn)行能夠有效的改善動(dòng)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(zhǎng)。本文在研究過程中，不僅考慮了船舶輪機(jī)的動(dòng)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(jì)的規(guī)范化，以此滿足整個(gè)船舶輪機(jī)動(dòng)力裝置系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力裝置的保護(hù)、測(cè)量、控制等等工作。本文在研發(fā)設(shè)計(jì)的過程中，需要先計(jì)算出船舶動(dòng)力系統(tǒng)的選型，其次在計(jì)算出船舶輪機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。，最后有效的研究出船舶動(dòng)力系統(tǒng)裝置與系統(tǒng)之間的關(guān)系。

船舶輪機(jī)動(dòng)力裝置與系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿足船用條件、符合國(guó)際公約或規(guī)則、相關(guān)法律法規(guī)、考慮動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部以及外部裝置的協(xié)同與相互作用，動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要考慮設(shè)計(jì)模塊化、參數(shù)化、規(guī)范化，整個(gè)動(dòng)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(dòng)力裝置與系統(tǒng)自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)量、指示、調(diào)整、變換與控制等工作，設(shè)計(jì)時(shí)先進(jìn)行船舶動(dòng)力系統(tǒng)選型計(jì)算，而后設(shè)計(jì)與之匹配的自動(dòng)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(guó)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(gè)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(dòng)態(tài)工作過程,揭示系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律,對(duì)于指導(dǎo)船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用具有現(xiàn)實(shí)意義。船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)是一個(gè)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(dòng)慣量的特點(diǎn),對(duì)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(duì)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(jì)作參考。

針對(duì)全回轉(zhuǎn)舵漿的電力推進(jìn)船舶航向控制問題,基于等價(jià)舵效建立的船舶回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)方程,設(shè)計(jì)了基于參考模型的滑?？刂破?。該控制器含有兩個(gè)滑模控制子系統(tǒng),其一用來控制參考模型,以獲得理想的動(dòng)態(tài)響應(yīng);另一個(gè)以前者每個(gè)控制周期對(duì)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模控制輸入的強(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(duì)目前科考船舶對(duì)電力推進(jìn)系統(tǒng)的要求,本文以＂科學(xué)號(hào)＂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(duì)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(dòng)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(duì)科考船電站管理起到了指導(dǎo)性作用。

通過對(duì)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(jì),進(jìn)行了啟動(dòng)代碼bootloader的編寫和操作系統(tǒng)的移植。μc/os-ii沒有給驅(qū)動(dòng)程序提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口,本設(shè)計(jì)中采用了驅(qū)動(dòng)程序抽象層的方法自定義接口,通過指向不同驅(qū)動(dòng)子程序的函數(shù)指針,為操作系統(tǒng)掛載驅(qū)動(dòng)程序。

2014年12月21日,中國(guó)南車股份有限公司(以下簡(jiǎn)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(dòng)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(duì)機(jī)艙單元模塊化的設(shè)計(jì)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(dòng)力裝置壓力開關(guān)。該壓力開關(guān)具有耐高溫、抗振動(dòng)、高過載的特性。整機(jī)采用金屬膜片式結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)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(hào)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(dòng)、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(duì)機(jī)艙單元模塊化的設(shè)計(jì)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(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)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(guó)的造船業(yè)已經(jīng)步入國(guó)際先進(jìn)的水平。我國(guó)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(jì)制造一體化邁進(jìn),本文就是對(duì)船舶制造設(shè)計(jì)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(duì)通信可靠性的最大挑戰(zhàn),因此準(zhǔn)確的分析建模對(duì)于設(shè)計(jì)優(yōu)化艦船電力載波通信系統(tǒng)有重要意義。本文在對(duì)所采集的電網(wǎng)噪聲進(jìn)行時(shí)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(cè)模型,預(yù)測(cè)噪聲較全面的反映了噪聲的時(shí)頻域特性。

隨著海洋工程快速發(fā)展,具備動(dòng)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(shí),優(yōu)化動(dòng)力定位船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì),提升整體船舶的動(dòng)力性能,已經(jīng)成為海洋工程的動(dòng)力定位船舶安全設(shè)計(jì)技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容,針對(duì)動(dòng)力定位船舶電力系統(tǒng)設(shè)計(jì),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(jì),才能有效提升海洋工程的動(dòng)力定位船舶電力系統(tǒng)整體優(yōu)化,提升動(dòng)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(dòng)力定位船舶電力系統(tǒng)概述,分析海洋工程動(dòng)力定位船舶的主要設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì),并探究海洋工程動(dòng)力定位船舶電力系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)措施。

船舶電力系統(tǒng)中電力和照明變壓器的供電連續(xù)性

隨著材料技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外電力推進(jìn)技術(shù)發(fā)展正呈現(xiàn)著幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：1．基于異步電動(dòng)機(jī)的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)仍然是當(dāng)前或是未來幾年的市場(chǎng)主流……

利用matlab軟件下simulink仿真工具，搭建了船舶電力系統(tǒng)仿真模型，并以82000dwt散裝貨船為實(shí)例，通過對(duì)船舶電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受到不同擾動(dòng)時(shí)的仿真來研究船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

船舶電力系統(tǒng)是船舶上最重要的系統(tǒng)之一。為了保證船舶的安全航行,基于plc和觸摸屏,文中設(shè)計(jì)了一種船舶電力系統(tǒng)監(jiān)視裝置。該套監(jiān)視裝置主要由plc、電力系統(tǒng)參數(shù)測(cè)量裝置、觸摸屏、以太網(wǎng)等器件組成,通過plc、pm850和電流互感器采集到船舶電力系統(tǒng)的參數(shù),將采集到的信息通過modbus現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)進(jìn)行共享。文中主要介紹了船舶電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視裝置的軟、硬件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)表明該裝置具有實(shí)用價(jià)值,可有效地實(shí)現(xiàn)參數(shù)監(jiān)控。

本文采用粘性cfd方法,在fluent商業(yè)軟件平臺(tái)上研究沿海航標(biāo)工作船中部若干典型橫剖面在設(shè)計(jì)狀態(tài)下進(jìn)行強(qiáng)迫橫搖運(yùn)動(dòng)的水動(dòng)力特性。通過獲取強(qiáng)迫橫搖運(yùn)動(dòng)下所受到的橫搖力矩,由擬合方法求解出這些典型橫剖面在安裝或不安裝舭龍骨情況下的橫搖附加阻尼,進(jìn)而評(píng)估加裝舭龍骨裝置以減少船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的效果。