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《船舶柴油主机自动遥控调速系统的数学模型与模拟计算机结构图》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、大连海运学院学报,第卷第期护,年月!一几柴一油主扒自动厂、船舶遥控调速系统的数学模型与模拟计算机结构图牛宝来自动化系自动化教研室,〔提要〕船舶柴油主机转速调节性能的好坏将直接影响船舶的操纵性能和安全航行因此如何设,计一部能满足性能指标而又稳定的主机自动遥控调速系统是机舱自动化的主要任务之一而建立这种系统的数学模型是分析、。设计该系统的基础,本文提出了建立此一系统数学模型的工程实用方法并根据遥控系统的可控性和可
2、观性合理编排了,。该系统模拟计算机的结构图以便系统模拟的分析‘,由于驱动固定螺距螺旋浆的柴油机动力装置一般均通过调节柴油机的转速来改变,。,其负荷以达到改变船舶航行速度的目的柴油机转速调节性能的好坏将直接影响到。,船舶的操纵性能与航行安全所以设计一个性能稳定又满足性能指标要求的调速系统。是柴油主机自动遥控系统设计的关键,,用经典控制理论设计系统的方法基本上是一种试探法要经过多次反复试探过,程其初步设计大致可按如下步骤进行〔”、确定分析设计任务书,,而设计任务书一般是用户从使用角度对所设计的系统提出的一些基
3、本要求设计,者从设计角度把使用者提出的基本要求整理成便于设计的形式整理成系统的技术性能,。指标与基本逻辑功能要求〔〕即确定设计任务书、。根据技术指标要求及现实生产与技术水平确定系统的初步方案〔〕,拟,这里主要包括系统型式与元部件的选择定原理框图与结构方案建立系统的。数学模型进行稳态与动态分析最后设计校正环节,,应用应该指出在初步设计中模拟技术进行数学模拟是很重要的可以采用全模,,拟或半模拟通过模拟计算机或数字计算机对所设计的系统在各种输人信号或扰动,以,作用下的响应进行测试便合理选择与调整有关参数
4、直到获得比较满意的系统性能。为止、原理实验,,,,根据拟定的原理线图建造实验模型进行原理实验进一步调整系统的有关参数‘‘、。,。亡并修改初步数学模型最后定出设许方案整理份设计说明书、样机生产,、,在原理实验的基础上考虑到工艺结构安装和使用等条件生产样机并在平台上,。,对样机反复进行实验调整和修改直至样机满足给定的性能指标要求为止最后再装’。、船作系泊试验试验项目按规范要求进行卜‘,,最在初步设计中为了对所设计的主机自动遥控系统进行初步的静态写劫态分析,,后确定设计方案建立一个合适的数学模型与
5、编制计算机结构图它是当前急需解决的。关键问题之一,本文提出了建立船舶柴油主机自动遥控系统数学模型的工程方法并按系统的可控。性或可观性编排了该系统的模拟计算机结构图一、遥控调速系统数学模型的建立,,而系自动控制系统的设计与分析都是从建立一个合适的数学模型着手的统的数。,学模型又是基于组成系统的各元部件的数学模型建立起来的所以在船舶柴油主机转〔“〕,速调节系统的调节方式与元部件选定后便可以着手建立各环节的数学模型和进一步拟定控制原理框图。’、调节对象的数学模型,对于驱动固定螺距螺旋浆的船舶柴油机动力装置柴油机的
6、输出轴通过轴系驱动螺卜,,、,旋浆考虑到螺旋浆对柴油机的负载效应应把柴油机轴系和螺旋桨三者视为一体。作为船舶柴油主机自动遥控系统的控制对象。。该控制对象的输人量为燃油泵齿条的位移信号其输出量为装置的转速明确了对,。象的输入量和输出量之后就要找出输入量与输出量之间关系的数学表达式应,,,该指出对这样一个复杂控制对象的建模它牵涉到增压器的性能柴油机气缸,、内部的状态和燃烧情况也牵涉到船舶本身的状态与航行条件如气候水流以及载重,,,量等多方面因素影响是一个非常复杂的问题特别是许多内在机理尚不十分清楚,给精确地建
7、立机理数模带来了很大困难当然可以通过系统辨识成参量估算的方法建。,〔〕立较精确的测试模型在测试条件与测试技术尚不具备的条件下为了对自动控制系统进,,行初步估算与分析研究在工程允许的范围内通过分析法建立一个简化的机理。数学模型是十分必要的,可分、、,为分析方便别列出柴油机轴系螺旋浆以及中间变量的数学表达式然后葺。再综合出对象的数学模型柒油机近,,,代的柴油机均采用高增压因而应考虑增压器的特性但这将使问题太复杂故。,〔〕忽略之而只把柴油机发出的扭转力矩作为供油量与转速的函数其扭转力矩的变。,化量以表
8、示“‘“。一“·一寰洽弩舞,、式中主机输出轴上之扭转力矩公斤米—,主机转速转秒一。口供油量厘米秒。其结构框图如图所示代‘几。氏“‘心公舀‘叹刁‘林图柴油机结构框图图燃油泵的结构框图柴油机的供,油量是燃油泵齿条行程与主机转速的函数其变化量为、口刁·一·刁二旦旦口口才口刁耳,式中燃油泵齿条行程毫米—。
