【摘要】：由于蒸汽輪機具有單機功率大、壽命長、穩(wěn)定性高、對燃料品質(zhì)要求低等優(yōu)點,因此現(xiàn)代大型艦船依然廣泛使用蒸汽動力做為主推進動力系統(tǒng)。伴隨著蒸汽輪機在大型艦船上的廣泛使用,汽輪機控制器行業(yè)得到快速發(fā)展,然而眾多新研制出來的汽輪機控制器系統(tǒng)在與真實蒸汽輪機進行聯(lián)調(diào)試驗時一直存在不便性,如試驗不方便,試驗條件艱苦,存在對人力、物力和財力的浪費,具有安全隱患等。隨著電子技術(shù)和微處理器的發(fā)展,需要研制出蒸汽輪機模擬器,使其能夠完全替代真實的蒸汽輪機來完成與汽輪機控制器的聯(lián)調(diào)試驗。蒸汽輪機模擬器的研發(fā)與生產(chǎn)在國外的起步早,而我國對蒸汽輪機模擬器的研發(fā)起步略晚。本文按照工程需求,設(shè)計了以ARM+DSP雙核異構(gòu)微處理器為核心、以網(wǎng)絡(luò)作為通信方式的艦船推進汽輪機仿真模擬器。根據(jù)艦船推進汽輪機的工作原理與基本結(jié)構(gòu),確定了艦船推進汽輪機仿真模擬器系統(tǒng)的基本組成,然后對推進汽輪機各個主要部件的運動規(guī)律進行分析,采用機理建模的方式完成對各個主要部件動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立,確定了模擬器系統(tǒng)的總體方案。論文以雙核微處理器為核心,搭建艦船推進汽輪機模擬器硬件平臺。硬件包括處理器模塊、模擬量輸入輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、通信接口模塊、轉(zhuǎn)速輸出模塊五個模塊,分別介紹每個模塊的設(shè)計思路并給出相關(guān)原理圖。完成了推進汽輪機模擬器系統(tǒng)的總體軟件設(shè)計,包括雙核的初始化程序、模擬量信號采集程序、模擬量信號輸出程序、數(shù)字量信號輸入輸出程序、高壓調(diào)節(jié)汽閥閥位解算程序、轉(zhuǎn)速輸出程序、雙核間的指令交互程序。以LabView為開發(fā)環(huán)境完成對艦船推進汽輪機模擬器人機界面的開發(fā)。最后論文完成艦船推進汽輪機模擬器系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試。包括處理器相關(guān)測試、高壓調(diào)節(jié)汽閥閥位信號采集測試、實時轉(zhuǎn)速輸出測試、實時蒸汽壓力輸出測試、網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等,證明了艦船推進汽輪機仿真模擬器能夠替代真實的推進汽輪機與汽輪機控制器進行聯(lián)調(diào)試驗。
【圖文】：

現(xiàn)狀設(shè)備的發(fā)展初期，國外興起了對船舶蒸汽輪機系統(tǒng)仿約，對于蒸汽輪機模擬器的數(shù)學(xué)物理模型EN 公司為英國華什西航海學(xué)院設(shè)計的蒸發(fā)的輪機仿真訓(xùn)練器頗具代表性[2]。隨著微提高，蒸汽輪機模擬器因此也有了很大的率先設(shè)計研發(fā)出船舶動力裝置仿真模擬器擬器裝置是由伍德沃德 723 典型硬件平臺到計算機上作為模擬器的操作界面。STS輪機，抽氣器汽輪機，凝汽室汽輪機等，，并排汽流量、高壓伺服閥位置等等蒸汽輪機運界面，具有可現(xiàn)場配置功能，對蒸汽輪機應(yīng)用[4]。模擬器外形圖如下圖 1.1 所示。

控制器發(fā)出的閥位給定信號來推動電液伺服閥，電液伺服閥完成電信號到變，進而推動油動機移動[12]。油動機作為執(zhí)行元件包括錯油門與油動機本直接操作油動機的滑閥，油動機相對位移的變化會導(dǎo)致調(diào)節(jié)汽閥閥門開度汽流量，從而改變蒸汽輪機轉(zhuǎn)速，通過減速器后最終改變尾軸螺旋槳轉(zhuǎn)速
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U674.7

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 寧俊舉;柏春光;劉金福;郭鈺鋒;萬鵬程;馬鵬飛;;慣性儲能環(huán)節(jié)對汽輪機實時經(jīng)濟性計算的影響研究[J];節(jié)能技術(shù);2011年05期

2 石廣治;劉波;姜秀杰;劉成;;基于ARM的嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng)通訊設(shè)計[J];微計算機信息;2010年32期

3 李東亮;戴余良;程剛;倪何;;船用汽輪機本體建模仿真與可視化監(jiān)控[J];計算機仿真;2008年04期

4 李海濤;宋百玲;孫軍;;超臨界/超超臨界汽輪發(fā)電機組甩負荷仿真分析[J];汽輪機技術(shù);2007年06期

5 王穎;王印松;李中華;;300MW汽輪機調(diào)速系統(tǒng)模型與非線性分析[J];汽輪機技術(shù);2007年01期

6 田鶴年;汽輪機模擬電液式調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型[J];汽輪機技術(shù);2004年02期

7 王雪,李冬梅;汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的一種改進動態(tài)矩陣控制及仿真研究[J];計算機測量與控制;2004年04期

8 楊昊日,李元景,王義,李玉蘭,李金;基于LabVIEW的探測器測試系統(tǒng)[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2003年05期

9 王志群,朱守真,樓鴻祥,沈善德,張龍英;基于時域分段線性多項式法的大型汽輪機建模和參數(shù)辨識[J];中國電機工程學(xué)報;2003年04期

10 葛曉霞,繆國鈞;汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用[J];汽輪機技術(shù);2001年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張杰;一種應(yīng)用于汽輪機及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的智能尋優(yōu)參數(shù)辨識方法[D];重慶大學(xué);2014年

2 趙東;1000MW汽輪機控制保護系統(tǒng)分析設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2010年

3 劉洪亮;應(yīng)用于船舶輪機模擬器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2010年

4 鄧慶鋒;船用汽輪機調(diào)節(jié)閥箱數(shù)值模擬[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

5 張兆峰;汽輪機控制優(yōu)化的研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

6 陳煒;船用蒸汽動力裝置調(diào)節(jié)/保護多目標控制問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

7 任立永;船舶動力裝置機爐協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

8 宋玉文;大型船舶的蒸汽熱力系統(tǒng)建模及仿真研究[D];華中科技大學(xué);2007年

9 陳明照;基于DSP的全數(shù)字控制原動機及其調(diào)速系統(tǒng)仿真器[D];湖南大學(xué);2007年

10 杜德君;船用鍋爐與汽輪機動態(tài)仿真及控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

本文編號：2620237