本文關(guān)鍵詞：船舶輔鍋爐仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與軟件設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著船舶技術(shù)水平的不斷發(fā)展,對(duì)船舶管理人員的技術(shù)要求也越來越高,提高船舶管理人員的操作、管理能力已經(jīng)成為航海界的共識(shí)。船舶輔鍋爐是船舶重要的輔機(jī)之一,也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制最早的設(shè)備之一。如何安全、有效的操作船舶輔鍋爐具有非常重要的意義。因此,對(duì)船舶輔鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和軟件仿真是非常必要的。 本課題主要仿真對(duì)象是5250系列的全集裝箱船上的一臺(tái)燃油輔鍋爐和一臺(tái)廢氣鍋爐。首先分析了輔鍋爐系統(tǒng)的工作過程及動(dòng)態(tài)特性,介紹輔鍋爐系統(tǒng)的組成,列出了輔鍋爐系統(tǒng)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理簡化和必要的假設(shè),將船舶輔鍋爐系統(tǒng)劃分為燃燒、汽包、燃油加熱器等系統(tǒng)。然后根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)和部件的工作原理,應(yīng)用質(zhì)量、能量守恒定律和熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等基本理論,采用混合建模的方法,建立船舶輔鍋爐系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 分析輔鍋爐控制系統(tǒng)的特性,提出控制系統(tǒng)的任務(wù),即控制鍋爐水位,鍋爐汽包壓力和鍋爐燃油溫度。根據(jù)已建的船舶輔鍋爐數(shù)學(xué)模型,分別設(shè)計(jì)鍋爐水位、鍋爐汽包壓力和鍋爐燃油溫度PID控制算法,并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)時(shí)的聯(lián)合控制仿真。仿真結(jié)果表明各個(gè)動(dòng)態(tài)過程基本符合實(shí)際輔鍋爐動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程,所建數(shù)學(xué)模型合理有效。為了提高鍋爐水位控制系統(tǒng)的可靠性和安全性,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了鍋爐汽包水位的串級(jí)廣義預(yù)測控制。 結(jié)合已建立的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)的控制算法,使用VC++開發(fā)語言完成輔鍋爐仿真系統(tǒng)的主界而、水系統(tǒng)界面、燃油系統(tǒng)界面、蒸汽系統(tǒng)界面、控制而板界而、曲線界而及相關(guān)元件界而的設(shè)計(jì)與開發(fā)。系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示汽包壓力、鍋爐燃油溫度、鍋爐水位的值,開關(guān)閥、按鈕、旋鈕都可進(jìn)行操作,指示燈顯示相應(yīng)的工作狀態(tài)。模擬輔鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況,對(duì)輔鍋爐仿真系統(tǒng)進(jìn)行一系列操作,即鍋爐水系統(tǒng)操作、廢氣鍋爐加熱操作、輔鍋爐加熱操作。操作結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠全面、逼真地反映輔鍋爐系統(tǒng)的工作情況和實(shí)際動(dòng)態(tài)過程。
【關(guān)鍵詞】：船舶輔鍋爐 數(shù)學(xué)模型 自動(dòng)控制 VC++ 仿真系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U664.58
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 選題的背景及意義10-11
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究動(dòng)態(tài)11-12
• 1.3 研究工作的目的與任務(wù)12-13
• 第2章 船舶輔鍋爐的數(shù)學(xué)建模13-23
• 2.1 輔鍋爐的特點(diǎn)13-14
• 2.2 建模方法14-15
• 2.3 仿真對(duì)象簡介15-16
• 2.4 爐膛模型16-17
• 2.4.1 爐膛內(nèi)的工質(zhì)遵循質(zhì)量守恒定律16
• 2.4.2 爐膛內(nèi)的工質(zhì)遵循能量守恒定律16-17
• 2.5 汽包模型17-19
• 2.5.1 液相區(qū)質(zhì)量守恒17-18
• 2.5.2 汽相區(qū)質(zhì)量守恒18
• 2.5.3 汽包總能量守恒18
• 2.5.4 汽包水位18-19
• 2.5.5 飽和水蒸汽參數(shù)19
• 2.6 燃油加熱器模型19-23
• 2.6.1 熱量衡算方程20
• 2.6.2 傳熱速率方程20-21
• 2.6.3 重油出口溫度21-23
• 第3章 船舶輔鍋爐的控制仿真23-42
• 3.1 輔鍋爐控制系統(tǒng)的任務(wù)23-24
• 3.2 仿真界面24-26
• 3.3 汽包水位PID控制及仿真26-29
• 3.4 汽包蒸汽壓力PID控制及仿真29-34
• 3.5 燃油溫度PID控制及仿真34-37
• 3.6 汽包水位-蒸汽壓力-燃油溫度的聯(lián)合控制仿真37-38
• 3.7 汽包水位的串級(jí)廣義預(yù)測控制設(shè)計(jì)38-42
• 第4章 船舶輔鍋爐仿真系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)42-65
• 4.1 輔鍋爐仿真系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)42-54
• 4.1.1 輔鍋爐主界面42-43
• 4.1.2 輔鍋爐水系統(tǒng)界面43-44
• 4.1.3 輔鍋爐燃油系統(tǒng)界面44-45
• 4.1.4 輔鍋爐蒸汽系統(tǒng)界面45-47
• 4.1.5 輔鍋爐控制面板界面47-48
• 4.1.6 輔鍋爐各元件的操作界而48-51
• 4.1.7 輔鍋爐蒸汽壓力控制器界面51-54
• 4.2 輔鍋爐仿真系統(tǒng)操作54-65
• 4.2.1 鍋爐水系統(tǒng)操作54-55
• 4.2.2 廢氣鍋爐加熱操作55-57
• 4.2.3 輔鍋爐加熱操作57-65
• 第5章 總結(jié)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田靖;試論船舶輔鍋爐的科學(xué)化管理[J];航海技術(shù);1995年03期

2 楊建敏,施偉鋒,陳巨濤;船舶輔鍋爐燃燒控制的計(jì)算機(jī)仿真[J];機(jī)電設(shè)備;2003年06期

3 端木義寧;船舶輔鍋爐水垢及爐水處理[J];航海技術(shù);2004年06期

4 李建偉;徐軼群;楊國豪;;基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的船舶輔鍋爐控制系統(tǒng)研究[J];船海工程;2009年04期

5 吳青松;船舶輔鍋爐單片機(jī)控制器[J];交通科技;1997年05期

6 劉運(yùn)新;PLC在船用輔鍋爐控制中的應(yīng)用程序編寫[J];青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院學(xué)報(bào);2002年02期

7 曾步輝;高小瑞;陳景鋒;;PLC在船舶輔鍋爐模擬裝置中的應(yīng)用[J];機(jī)電工程技術(shù);2010年12期

8 陳思明;卞根發(fā);;自整定調(diào)節(jié)器在船舶輔鍋爐溫控系統(tǒng)的應(yīng)用[J];機(jī)電設(shè)備;2007年09期

9 王洪利;劉穎斌;王曉玲;;基于CAN總線和軟PLC的船舶輔鍋爐控制系統(tǒng)[J];中國修船;2010年03期

10 鈕俠升;;輔鍋爐的腐蝕和變形[J];國外艦船技術(shù)(特輔機(jī)電設(shè)備);1982年09期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王治平;;MCM移動(dòng)通信環(huán)境仿真系統(tǒng)軟件開發(fā)[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊）[C];1999年

2 趙海霞;劉興剛;;冷連軋仿真系統(tǒng)中主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第三屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

3 張群亮;郭朝暉;陳立新;;動(dòng)態(tài)輕壓下過程仿真系統(tǒng)[A];全國冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2009年會(huì)論文集[C];2009年

4 楊慶;湯亞鋒;胡敏;;天基光學(xué)空間目標(biāo)監(jiān)視仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 張慶杰;杜濤濤;朱華勇;沈林成;;基于DCPS的分布式多UCAV協(xié)同控制半物理仿真系統(tǒng)[A];2009中國控制與決策會(huì)議論文集（2）[C];2009年

6 劉靜怡;劉力天;;試驗(yàn)通信頻譜管理仿真系統(tǒng)研究[A];中國電子學(xué)會(huì)第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

7 海然;王寧;;建模仿真技術(shù)在信息安全領(lǐng)域中的應(yīng)用與分析[A];第二十一次全國計(jì)算機(jī)安全學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

8 孫智信;周一宇;吳京;;仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄取設(shè)備構(gòu)成分析[A];第九屆全國信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-99）論文集[C];1999年

9 高明;袁德君;馬玲;劉和森;;云南電網(wǎng)EMS鏡像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分）[C];2009年

10 高明;袁德君;馬玲;劉和森;;云南電網(wǎng)EMS鏡像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009年云南電力技術(shù)論壇論文集（優(yōu)秀論文部分）[C];2009年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 浙江 胡鴻標(biāo);鍋爐水位數(shù)字顯示報(bào)警器[N];電子報(bào);2002年

2 張銳;東北區(qū)域電力市場仿真系統(tǒng)建設(shè)啟動(dòng)[N];東北電力報(bào);2006年

3 記者 楊夏　通訊員 張萍萍;武漢完善積澇仿真系統(tǒng)[N];中國氣象報(bào);2009年

4 趙欣楠;火電脫硫仿真系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)環(huán)保[N];中國化工報(bào);2010年

5 記者 唐景莉　通訊員 王鋒 張彩會(huì);北工大仿真系統(tǒng)助北京疏堵[N];中國教育報(bào);2011年

6 張勇;華東首個(gè)站用仿真系統(tǒng)投用[N];華東電力報(bào);2003年

7 記者 徐清華;專家獻(xiàn)策黃河水調(diào)仿真系統(tǒng)[N];黃河報(bào);2005年

8 記者 陳耀群;集成式船舶機(jī)艙仿真系統(tǒng)通過鑒定[N];中國船舶報(bào);2006年

9 記者 柏松;CCZ-VI仿真系統(tǒng)竹節(jié)紗裝置前景廣闊[N];中國紡織報(bào);2007年

10 梁發(fā)勐;虛擬云雨雷電 訓(xùn)練貼近實(shí)戰(zhàn)[N];解放軍報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔建明;道路交通仿真系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2009年

2 焦鵬;導(dǎo)彈制導(dǎo)仿真系統(tǒng)VV&A理論和方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 柳小波;散體流動(dòng)時(shí)空演化仿真模型的研究與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2009年

4 周云;面向?qū)崟r(shí)作戰(zhàn)決策支持的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿真理論和方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

5 姜寧;電子對(duì)抗仿真系統(tǒng)中的多屬性決策理論模型與方法研究[D];大連理工大學(xué);2000年

6 茍小龍;DCS在回路仿真系統(tǒng)的研究及開發(fā)[D];重慶大學(xué);2003年

7 魏明;基于HLA的城市道路交通仿真系統(tǒng)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

8 倪景峰;礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)可視化研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2004年

9 王壯鋒;智能高速鐵路行車指揮仿真系統(tǒng)的研究[D];鐵道部科學(xué)研究院;2003年

10 劉淑華;復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下多機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)研究[D];吉林大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐野;船舶輔鍋爐仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與軟件設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2013年

2 王玉婷;船舶輔鍋爐虛擬操控仿真系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學(xué);2012年

3 李建偉;船舶輔鍋爐操控系統(tǒng)的三維實(shí)體建模與虛擬仿真[D];集美大學(xué);2009年

4 魏秀虹;基于EDA軟件的彩電維修教學(xué)及其仿真系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2002年

5 謝妍;煤粉制備生產(chǎn)過程仿真系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2002年

6 宋洪軍;基于虛擬現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人作業(yè)仿真系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[D];山東科技大學(xué);2004年

7 秦旭;基于Web的數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2005年

8 劉伯興;基于VR的物料搬運(yùn)遠(yuǎn)程操作仿真研究[D];西南交通大學(xué);2005年

9 王志偉;電力系統(tǒng)電壓/無功在線控制數(shù)據(jù)源仿真系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用[D];華北電力大學(xué)（北京）;2005年

10 劉金芳;分布式實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)與多移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃算法研究[D];吉林大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：船舶輔鍋爐仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與軟件設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：462398