發(fā)布時間：2017-08-13 00:14

  本文關鍵詞：MAN ME系列船舶主機建模與仿真研究

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【摘要】：現(xiàn)今正在使用的輪機模擬器中,大多以傳統(tǒng)的機械控制式柴油機為仿真對象。為了適應柴油機的發(fā)展趨勢,本文以電控柴油機為仿真對象,對其主機本體及電控部分進行了建模仿真并對輪機模擬器主機部分軟件功能進行了更新。 以MAN12K98ME船舶柴油機為母型機,利用MATLAB/SIMULINK工具建立了柴油機本體的容積法模型及液壓氣缸單元模型。模型包括氣缸內(nèi)工作過程模型、排氣管模型、廢氣渦輪增壓器模型、中冷器模型、掃氣箱模型、燃油噴射系統(tǒng)模型和排氣閥執(zhí)行機構(gòu)及排氣閥系統(tǒng)模型。此外,由于傳統(tǒng)的建立零維燃燒模型的算法存在著許多不足。為此,提出了將模擬退火算法及阻尼最小二乘法相結(jié)合的改進優(yōu)化算法對燃燒模型進行優(yōu)化,使得所建燃燒模型更加精確可靠。通過所建模型得到柴油機相關參數(shù)的曲線,包括主機的示功圖、主機轉(zhuǎn)速變化、主機氣缸排氣溫度、增壓器轉(zhuǎn)速變化、掃氣箱及排氣管壓力變化、液壓伺服系統(tǒng)壓力變化、柱塞升程及上下腔壓力變化等。最后,利用Windows.NET平臺、Visual Studio開發(fā)環(huán)境及C#語言編寫了輪機模擬器主機部分的仿真軟件,該軟件實現(xiàn)了對主機電控部分的控制和參數(shù)監(jiān)測以及主機相關參數(shù)的監(jiān)測。 仿真結(jié)果表明所建模型能夠滿足模擬器對于實時性及精確性的要求,并能對主機電控單元進行相關操作及顯示。所建電控主機部分模型及軟件已在實際輪機模擬器中得到應用。
【關鍵詞】：電控柴油機 船舶主機 輪機模擬器 仿真
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 選題背景10-11
• 1.2 理論意義和應用價值11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 電控柴油機簡介17-36
• 2.1 電控柴油機與傳統(tǒng)柴油機對比分析17-22
• 2.1.1 傳統(tǒng)柴油機定時控制17-21
• 2.1.2 傳統(tǒng)柴油機的局限性21
• 2.1.3 新型電控柴油機的主要技術(shù)特點21-22
• 2.2 ME系列與RT-flex系列電控柴油機對比分析22-29
• 2.2.1 MAN ME系列電控柴油機概述22-25
• 2.2.2 Wartsila公司的Sulzer RT-flex系列電控柴油機概述25-28
• 2.2.3 兩種電控柴油機的區(qū)別28-29
• 2.3 MAN ME系列柴油機電控及液壓伺服系統(tǒng)簡介29-36
• 2.3.1 MAN ME系列柴油機電子控制系統(tǒng)29-31
• 2.3.2 MAN ME系列柴油機液壓伺服系統(tǒng)31-36
• 第3章 MAN ME系列柴油機工作過程仿真36-77
• 3.1 系統(tǒng)仿真簡介36-41
• 3.1.1 仿真過程簡介36-37
• 3.1.2 數(shù)值解法簡介37-40
• 3.1.3 仿真軟件簡介40-41
• 3.2 船舶主機模型建立41-56
• 3.2.1 工質(zhì)成分及熱工參數(shù)確定42-46
• 3.2.2 氣缸熱力過程46-53
• 3.2.3 柴油機的進排氣系統(tǒng)53-54
• 3.2.4 廢氣渦輪增壓器54-56
• 3.3 液壓氣缸單元(HCU)模型建立56-59
• 3.3.1 燃油噴射系統(tǒng)57-58
• 3.3.2 排氣閥執(zhí)行機構(gòu)及排氣閥系統(tǒng)58-59
• 3.4 SIMULINK仿真模型建立59-69
• 3.5 仿真結(jié)果分析69-77
• 第4章 燃燒模型的建立及優(yōu)化算法改進77-87
• 4.1 由示功圖計算燃燒放熱率的數(shù)學模型77-79
• 4.2 韋伯函數(shù)參數(shù)的確定79-80
• 4.3 優(yōu)化算法改進80-85
• 4.3.1 常用優(yōu)化算法簡介80-83
• 4.3.2 改進的優(yōu)化算法83-85
• 4.4 瞬時燃燒速率的數(shù)值模擬及結(jié)果分析85-87
• 第5章 ME系列柴油機電控單元及仿真模型的軟件實現(xiàn)87-93
• 5.1 軟件結(jié)構(gòu)設計87-88
• 5.2 電控單元的軟件實現(xiàn)88-91
• 5.3 仿真模型的軟件實現(xiàn)91-93
• 第6章 結(jié)論與展望93-95
• 6.1 結(jié)論93
• 6.2 展望93-95
• 參考文獻95-99
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文99-100
• 致謝100-101
• 作者簡介101

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張元濤;王鳳霞;石為人;;大型低速二沖程船用柴油機建模及仿真[J];船舶工程;2009年03期

2 任自中;;國外大功率柴油機電噴電控系統(tǒng)的新進展[J];柴油機;2008年05期

3 徐魯杰;楊彥濤;程德彬;;適用于TBD620V12型柴油機的雙韋伯燃燒模型研究[J];柴油機;2009年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊國豪;船用低速智能柴油機工作過程建模與仿真研究[D];大連海事大學;2012年

2 呂繼組;燃燒室部件傳熱時空非均勻性對內(nèi)燃機工作過程影響的研究[D];大連理工大學;2009年

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本文編號：664384