某船柴油机推进系统控制策略优化研究.pdf

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1、某船柴油机推进系统控制策略优化研究范凯(海军装备部驻上海地区军事代表局上海200135)[摘要]通过对某船推进系统进行仿真建模的基础上，开展了柴油机起动、接脱排、正常操控、应急操控、双机并车等过程控制策略的优化研究，研究成果应用于该船推进监控系统的研制，并经推进系统陆上联调试验得到成功验证。[关键词]柴油机推进系统；控制策略；优化研究[中图分类号]U664．121[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2015)02—0064—06Onoptimizationofcontrolstrategyofpropulsionsystemformarinedualen

2、gineconnectedinparallelFANKai(RepresentativeBureauofNavalArmamentMinistryinShanghai，Shanghai200135，China)Abstract：Basedonthesimulationandmodelingofaship’Spropulsionsystem，thispapercarriesouttheoptimizationresearchofthecontrolstrategyofdieselstarting，normaloperationcontrol，emergencyoper

3、ationcontrol，dualengineconnectedinparallel，andSOon．Theachievementsareappliedonthepropulsionmonitoringsystemandhavebeensuccessfullyverifiedthroughtheland—basedcoordination—testofthepropulsionsystem．Keywords：dualengineconnectedinparallelcontrolstrategy；optimizationresearch引言1仿真试验模型简介柴油机推

4、进形式在舰船上已得到越来越多的某船推进系统采用柴油机四机双桨的推进形应用，随着近几年计算机仿真技术的发展，特别式，每套推进装置由两台HMM—SEMTPielstick是动态系统仿真软件的发展，对柴油机推进系统16PC2—6中速柴油机通过联轴器、双机并车减速齿控制策略的研究也得以越来越深入。本文利用仿轮箱(含内嵌多片式摩擦离合器)和轴系驱动调距真软件建立某船推进系统的仿真模型，在此基础桨。仿真试验模型在Matlab2009a及SimulinkV7．3上进行柴油机起动、接脱排、正常操控、紧急操控、环境下构建，主要包括柴油机模型、调速器模型、双机并车等过程控制策略的仿真试

5、验以及优化比联轴器模型、带摩擦离合器的减速齿轮箱模型、轴较研究，最终提出适用于该船推进系统的合理的系模型、调距桨及其控制系统模型以及船体运动模控制策略。型¨j。推进系统仿真模型模块见下页图1，将其按实际物理意义连接所组成的船舶推进装置控制系统Simulink仿真模型限于篇幅，则不在此阐述。[收稿日期12015—03—03；[修回日期2015—03—31[作者简介]范凯(1986一)，男，一翻师，研究方向：舰船建造、、图1推进系统仿真模型模块2控制策略优化研究油门位置)柴油机转速进行对比分析，仿真曲线如图2所示。可见，柴油机起动油量越大、柴油机响2．1柴油机起动过程控

6、制策略优化研究应速度越快、转速超调也越大。空载柴油机起动过程分为三个阶段：第一阶段为压缩空气起动阶段。在此阶段，主起动阀打开，压缩空气通过空气分配器依次进入柴油机各气缸，推动活塞，主机转速上升，达囊到发火转速，约为80r／min(HMM—SEMTPielstick16PC2—6型柴油机)。：__·-⋯．]第二阶段为起动油量供油阶段。在此阶段，主起动阀关闭，停止供气，转入起动油量供油阶段，油量恒定(40％满油门位置，喷油泵油量调节机构固定的位置简称油门位置，每一个油门位置对应不同的油量)，柴油机爆发做功，转速达到切换转速(切换转速指油门从定值控制向PID控制切换的转速

7、)。第三阶段为转速调节阶段。在此阶段，PID控一起动油量40％制器(某船采用电子调速器，控制器与执行机构分

8、一起动油量3205％开)通过调节供油量来调节转速，使其稳定在操作＼手柄给定的怠速转速上(约为250r／min)。砌l／趔＼

9、f下面重点对不同起动油量、不同切换转速、不廷《

10、／／同PID参数设置进行对比优化研究。2．1．1不同起动油量条件下的柴油机空车起动仿真研究c一毒毒}2．1．2不同PID参数条件下的柴瑚油机姗空瑚车瑚起动啪∞0／N一一起动成功转速2520r／min仿真研究}一起动成功转速180r／min．为考察不同PID参数对柴油机起动转速的．宴

11、。g